制备壳厚为2~3nm，核尺寸为15、25、50nm的Au@SiO₂纳米粒子代替Au纳米粒子，用来研究电磁场耦合强度与粒子尺寸和间距之间的关系。实验结果表明处在硅衬底上核尺寸为50nm的Au@SiO₂纳米粒子增强效果更佳。为了进一步提高Au@SiO₂纳米粒子的拉曼活性，将核尺寸为50nm的Au@SiO₂纳米粒子置于光滑的金表面，结果表明罗丹明6G的信号获得了更大的增强。利用时域有限差分法分别计算了不同粒径、间距和处在不同基底材料上的Au纳米粒子二聚体的表面增强拉曼散射(SERS)活性，结果表明粒子尺寸越大，间距越小，处在金衬底上的Au纳米粒子二聚体电磁场耦合强度越高，这与实验结果完全相符。另外，粒子间的耦合方式从粒子间隙转移到粒子与衬底之间，克服了粒子间距不可控的问题。这为获得灵敏度和稳定性更高的拉曼活性基底提供了新的思路。

基于琼斯矩阵和菌紫质分子光循环的简化光循环模型,建立了紫光诱导同圆偏振记录光栅的理论模型,采用四波耦合光路测量菌紫质光栅的衍射效率.理论模拟和实验结果表明:加入线偏振的辅助紫光,线偏振再现光与线偏振辅助紫光相互平行时,菌紫质光栅的衍射效率最大;线偏振再现光与线偏振辅助紫光相互垂直时,菌紫质光栅的衍射效率最小;菌紫质薄膜中同圆偏振记录光栅的稳态衍射效率随线偏振再现光偏振方向和线偏振辅助紫光偏振方向之间的夹角按余弦规律变化.线偏振紫光能诱导同圆偏振记录光栅由非偏振光栅转化为偏振光栅.

设计了一种基于菌紫质光致各向异性的相移器, 并把它用于相移干涉计量。取向随机分布的极性菌紫质分子对线偏振诱导光的选择性吸收导致分子取向分布不均匀, 使其呈现宏观的各向异性, 这种各向异性与诱导光的偏振特性密切相关, 圆偏振光经过各向异性的菌紫质薄膜后, 出射光的偏振特性完全由偏振诱导光决定。基于上述原理设计了一种新型的相移器, 用琼斯矩阵法推导了基于相移器的相移干涉原理。该相移器在工作过程中不需要移动Mach-Zender干涉仪内部的任何器件, 仅需要改变外部控制光路中诱导光的偏振取向就可以控制参考光的相位, 有助于提高设备的抗振能力。用最小二乘法对相移干涉结果进行重建, 得到了和实际相位一致的结果, 验证了相移器的可行性。

通过原位合成法以聚乙烯醇辅助合成了6.5 nm、10 nm和15 nm的PbSe量子点, 研究了掺杂PbSe量子点的光致聚合物的全息特性.将三种尺寸的PbSe量子点按不同浓度分别掺入光致聚合物中, 制成无机-有机复合型光致聚合物膜, 并对其全息性能进行研究.复合聚合物膜的UV-Vis吸收光谱表明掺入的PbSe量子点并未与聚合物中的有机组分发生化学反应.采用氩氪离子激光器输出的647 nm红光研究了复合聚合物膜的透过率和全息记录光栅的布喇格偏移与衍射效率.透过率曲线表明PbSe量子点在复合聚合物膜中分散良好, 膜表面均匀.由于PbSe量子点在聚合物链中起支撑作用, 复合聚合物膜在全息记录过程中不易发生形变, 从而增加了聚合物膜的抗缩皱能力.衍射效率曲线表明掺入PbSe量子点的复合聚合物膜的衍射效率比未掺杂的有所提高.此外, 体系存在一个最优值, 当掺入平均粒径为10 nm且浓度为3.6×10-6 mol/L的PbSe量子点时, 样品的透过率达到84%, 衍射效率从67.2%提升到89.7%, 缩皱率降低到0.8%, 极大提高了材料的全息性能.

为了降低光致聚合物材料的缩皱，进一步提高材料的衍射效率，制备了一种掺杂TiO2纳米颗粒的光致聚合物材料。该材料以亚甲基蓝作为光敏剂，用波长为647 nm的激光对其进行曝光。研究表明，聚合物中掺入TiO2纳米颗粒后，材料的缩皱率明显降低，衍射效率也有所提高：掺入36 nm的TiO2颗粒后，样品的缩皱率由3.2%降为2.4%，衍射效率从68%提高至70.8%；而掺入10 nm的TiO2颗粒后，样品的缩皱率仅为0.8%，衍射效率最高可达78.1%。说明掺入小粒径的TiO2更有助于提高材料的全息特性。

制备了一种以番红花红T为光敏剂的新型全息存储材料，实验结果表明,该材料具有较高的衍射效率、曝光灵敏度和较大的折射率调制度等，最大衍射效率约38.5%，折射率调制度为0.547×10－3，在存储介质膜中存储了模拟全息图像，再现图像有较好的保真度，说明该材料适合用作高密度体全息存储介质。

结合光致聚合物中光化学反应的基本过程及其理论函数模型，对多种采用不同双染料敏化的光致聚合物的透射率曲线进行拟合，得到了光化学反应理论模型中的参数。依托于实验数据，分析了利用MATLAB实现曲线拟合并得到光致聚合物中各光化学参数的新方法。结果表明：当曝光波长为632.8nm，曝光强度为65mW／cm²时，3种光致聚合物的拟合统计指标R－Square值分别为0.9687，0.9958和0.9902，说明所使用的理论结合实验数据的拟合分析方法是成功的。

为了得到一种抗湿性光致聚合物在不同厚度下的全息特性，采用在介质中记录透射光栅等和理论分析的方法，取得了样品全息特性参量衍射效率、感光灵敏度、折射率调制度、动态范围在不同厚度下的数据。结果表明，随着厚度的增加，衍射效率出现了先增大而后减小的趋势；感光灵敏度和折射率调制度持续减小；动态范围呈先增大而后减小然后再增大的趋势。通过对不同厚度下各全息特性参量的对比发现，此种光致聚合物存在最佳厚度。

为了研究以丙烯酸和N，N′－亚甲基双丙稀酰胺共同作为单体的厚约180μm的光致聚合物材料的全息特性，采用记录透射型衍射光栅和进行数字全息存储实验的方法，获得了较为理想的实验结果。结果表明，该光致聚合物材料呈现出较高的衍射效率(大于40%)及较高的灵敏度(约0．01cm²／mJ)，且衍射效率达最大后趋于稳定，说明所制的样品均匀性很好，在其中所记录的衍射光栅处于较为稳定的状态，未出现过调制现象及明显的噪音光栅。根据该光致聚合物材料的布喇格偏移，得出样品厚度缩皱百分比约为1．7%；并在所制的样品内进行了数字全息存储，再现图像清晰，误码率约为5．3×10^－4。说明该光致聚合物适合数字全息存储。

制备了一种三乙醇胺与N-苯基苷氨酸为共同引发剂的丙烯酰胺基光致聚合物全息存储材料,并用He-Ne激光器633 nm波长的光对样品进行曝光测试.实验表明,与单引发剂的光致聚合物相比,薄膜的质量有一定的提高,在曝光灵敏度变化不大的情况下,衍射效率有很大提高.优化两种引发剂浓度后,此种共同引发的光致聚合物材料呈现的衍射效率达到54%,曝光灵敏度为1.85×10-2 cm2/mJ.还研究了此种光致聚合物的透过率随曝光时间和曝光强度的变化,说明此种光致聚合物材料内部均匀性好,对光的散射小.