设计并合成了3种具有较高双光子吸收截面的新型二苯乙烯衍生物双光子生色团，利用在飞秒激光下的双光子漂白现象，在掺杂有3种二苯乙烯衍生物的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜内进行了三维数据光存储实验，研究了三者的双光子漂白能力并分析了激发功率对双光子荧光行为的影响。双光子漂白光存储的特性表明：曝光时间一定时，降低激发功率可以提高分辨率；激发功率不变，降低曝光时间也可以提高分辨率；但要提高存储速度，需用较大的激发功率。采用较大的激发功率（13.4 mW）和较短的曝光时间（20 ms），利用双光子写入和读出方法在掺杂薄膜内部实现了三维超高密度光存储，理论存储密度可达14 Gbit/cm3。双光子漂白速率对激发功率的依赖关系的研究表明，双光子漂白的机理涉及到三个光子的协同作用。

A single-mode polymer optical fiber (POF) with highly photosensitive core doped with benzil dimethyl ketal (BDK) is fabricated and used for writing Bragg grating through the two-beam interference method. The Bragg wavelength of the grating is about 1570 nm, while the full-width at half-maximum (FWHM) of the reflection peak is 0.3 nm. The temperature response of POF Bragg grating is theoretically analyzed and experimentally measured in contrast to silica optical fiber Bragg grating (FBG). The result shows that the temperature character of POF Bragg grating is negative, which is opposite to the silica optical FBG. The absolute value of the temperature response of POF Bragg grating is one order of magnitude higher than that of the silica optical FBG, making POF Bragg grating appear to be very attractive for constructing temperature sensors with high resolution.

在交联的偶氮聚合物材料薄膜上制作了轴对称相位延迟片。基于偶氮聚合物的光致异构特性,搭建了偏振光诱导装置。将偶氮薄膜材料放在可旋转的平台上,激发光照射在旋转台的半径方向从而在薄膜内部诱导形成轴对称分布的偶氮分子阵列。利用探测光实时检测偶氮薄膜在激发光的作用下的相位延迟量。通过编写软件,在计算机上记录下制作过程中探测光通过放置于正交偏振片组中的偶氮薄膜的光强曲线。制作完成后,通过搭建的轴对称延迟片主轴测量光路,对延迟片的轴对称性进行了测量,并用CCD记录下了测量图案。实验测得薄膜材料的双折射达到0.0205,厚度为3 μm,相位延迟为65°。

设计、 合成并用红外光谱、 1H NMR、 元素分析表征了三种用于双光子吸收材料的二苯乙烯衍生物， 4,4′-双（二苯氨基-反式-苯乙烯基）联苯（BPSBP）， 4,4′-双（二乙氨基-反式-苯乙烯基）联苯（BESBP）和4,4′-双（9-咔唑基-反式-苯乙烯基）联苯（BCSBP）。 实验结果表明三者最强的单光子吸收出现在350～400 nm之间， 且单光子吸收和荧光光谱中表现出明显的溶剂化显色效应， 揭示了分子内对称电荷转移的本质， 双光子荧光光谱则揭示了单光子和双光子吸收具有相同的发射机理。 利用双光子上转换荧光法测试发现， 三种双光子吸收材料在800 nm飞秒激光的激发下具有较大的吸收截面， 分别为892， 617和483 GM， 这表明在双光子领域有潜在的应用价值。

针对800 nm的激发光源设计合成了3种具有D-π-D分子构型的新型二苯乙烯衍生物(分别命名为BPSBP,BESBP和BCSBP)作为双光子引发剂。利用飞秒激光研究了该系列双光子引发剂的双光子光聚合行为, 着重讨论双光子引发剂浓度对聚合阈值和双光子引发剂浓度、聚合能量及曝光时间对聚合分辨率的影响。综合影响聚合分辨率、系统加工效率和微器件表面质量的因素, 以浓度为32 μmol/g的BPSBP作为双光子引发剂的聚合体系, 在 9×105 mJ/cm2的聚合能量下制作出了亚微米级的三维周期微结构等微器件,并用电镜(SEM)进行了表征。

研究了不同偏振全息模式下基于交联偶氮苯聚合物薄膜的相位光栅的形成机理、衍射效率和偏振特性。利用琼斯矢量表征了正交线偏振(SP)和平行线偏振(SS)干涉模式下的偏振干涉场。基于SP和SS两种模式, 制作了无明显表面起伏的纯折射率光栅和有表面起伏的浮雕光栅。偏光显微镜(POM)观测说明纯折射率光栅具有周期性的折射率分布; 近场光学显微镜(SNOM)探测说明纯折射率光栅和浮雕光栅的表面起伏在5 nm以下和85.23 nm。实验表明, 当探测光为水平偏振时, 纯折射率光栅的衍射效率达到22.2%, 浮雕光栅只能达到1.65%。纯折射率光栅的0、+1级衍射光分别为水平和竖直线偏振光, 偏振度达到0.9969和0.9963; 浮雕光栅的0、+1级衍射光均为水平线偏振光。

利用偏振全息技术在偶氮苯侧链聚合物薄膜上进行了记录全息相位光栅的研究.从理论和实验两方面分析了不同的偏振全息模式、偶氮高分子聚合物材料和全息曝光时间对相位光栅生成的影响.通过实验比较,确定了最佳的实验条件,在形成折射率相位光栅的同时,最大限度的避免了由于大分子运动而导致的表面起伏对相位光栅的破坏,并在此基础上,记录了可重复擦写的全息相位光栅.这种全息光栅制作比较方便,光栅系数可以方便的调整,在室温下非常稳定并且能用圆偏振光完全擦除后重复写入.

采用模块化的设计思想,制成了高质量且简单易用的音叉光纤探针模块、模块化的扫描探头、扫描台等,从而研制出高性能,易操作的模块化的保偏近场扫描光学显微镜.

报道了通过宏观测量偶氮聚合物光致异构效应, 及其引起的光学各向异性变化, 讨论了一种影响偶氮聚合物顺反异构效应的有效途径。在偶氮高分子聚合物中, 添加了不同浓度的Ag纳米粒子, 采用了波长为442 nm的He-Cd偏振激光为激发光源, 当Ag纳米粒子掺杂质量浓度为0.12 μg/ml的时候, 激发了薄膜样品中Ag纳米粒子的等离子体共振效应, 增强了粒子周围纳米尺度的电磁场强度, 相当程度上提高了偶氮聚合物光致异构的转换效率; 另外, 研究了不同的取代基同纳米Ag粒子的相互作用对光致异构效应的影响, 探讨了一种能够有效地控制光致异构效应的方法。

基于现有的DVD光头物镜与音圈电机,根据光致漂白的双光子吸收三维光信息存储原理,以钛蓝宝石飞秒脉冲激光进行双光子光信息写入和读出,利用音圈电机进行选层,在新型光致漂白材料二苯乙烯衍生物中进行光致漂白二进制编码信息的存储和读出实验研究;实现了三层光信息存储,信息点间距和信息层间距分别为4 μm和15 μm;用Matlab软件读出信息的信号强度并对其进行了识别,识别结果与写入的二进制编码信息完全一致。实验证明了用DVD光头进行双光子三维光数据存储的可行性,表明双光子吸收光致漂白技术可以与现有CD/DVD兼容,为实现多层高密度和超高密度光信息存储打下基础。