角度复用多幅激光全息记录技术及介质性能研究

本项目针对高速微喷射粒子场的诊断需求，开展超短脉冲激光记录条件下光致聚合物的配方优化、脉冲记录特性、角度复用多幅全息记录技术研究。通过优选新型光敏剂对脉冲激光波长进行有效增感，采用预曝光及增加全息图的环境记录温度等方法提高光致聚合物的感光灵敏度及衍射效率，在优化光致聚合物的角度选择性及角度复用记录方式的基础上开展多幅全息记录技术研究，获得高亮度、高信噪比的大尺寸多幅全息图样品。该方法利用了光致聚合物优良的体积效应及角度选择性，可望解决现有瞬态全息诊断技术只能记录1-2幅全息图的缺陷，为高速微射流粒子场等超快过程的诊断提供一种多幅（5-10幅）、高时间分辨率(多幅全息图序列的时间间隔为微秒量级、全息图的拍摄速度达百万幅/秒量级）、高空间分辨率(亚微米级)、大观测视场(40毫米x 40毫米以上)的新技术，研究意义及应用价值重大。

本项目针对高速微喷射粒子场的诊断需求，开展了超短脉冲激光记录条件下光致聚合物的配方优化、脉冲记录特性、角度复用多幅全息记录技术研究。课题组针对倍频YAG脉冲激光光源（波长532nm），优选与记录波长相匹配的光敏剂及增感剂，开展了全息曝光参数对光致聚合物脉冲记录特性的影响规律研究，通过配方优化及记录条件优化，提高了衍射效率、感光灵敏度等参数；研究了相干光及非相干光预曝光、增加环境记录温度等方法对光致聚合物脉冲记录特性的影响规律，判明了不同曝光条件下的感光阈值，提高了全息记录特性，脉冲全息图的最大衍射效率达到80%以上，感光灵敏度达到mJ/cm2量级，曝光量低至7mJ/cm2时也有15%以上的衍射效率；开展了脉冲激光曝光条件下光致聚合物材料的角度复用多幅激光全息记录技术及参数调控研究，通过优化记录方式及曝光条件，制作出了大尺寸（40mmx40mm）、高亮度、高信噪比的多幅全息图样品；在此基础上开展了高速多幅全息记录系统集成工作，成功记录了强激光加载下冲击波界面的传播、破坏过程及微喷射粒子场的瞬态多幅（4幅）全息图,全息记录幅频为1百万幅/秒，每幅全息图的布拉格选择角均小于0.5度、全息图之间无明显的串扰，总体技术指标达到了该研究领域的国际领先水平。该技术对含能材料的冲击波物理、爆轰物理研究具有重要的价值。项目研究成果包括发表SCI、EI检索论文5篇次，培养指导研究生4名，培养指导中物院参研青年2名（已合作发表SCI、EI检索论文3篇，申请及获得专利授权3项）。