针对三值光计算机需要直接存储线偏振光束的问题,利用光致各向异性材料吲哚俘精酸酐对偏振态敏感的特性,提出了一种基于吲哚俘精酸酐/PMMA薄膜的三值偏振全息数字存储方法,并建立了相应的光学存储器模型。该存储器系统采用He-Ne激光器为记录和读出光源,以双层液晶和偏振器为核心的编码器作为三值数据的输入部件,以双CCD为核心的解码器作为数据输出器件,采用傅里叶变换全息记录的方法,在吲哚俘精酸酐/PMMA薄膜上实现三值数字光学存储。该存储器系统可望实现直接并行存储用光束的正交线偏振态和无光态表示的三值数字信息,以及以页面为单位的并行寻址和读写操作。

采用两种光致变色俘精酸酐体系化合物[1,2,4-三甲基-5-苯基-3-吡咯甲叉(异丙叉)俘精酸酐和对-N,N-二甲基苯基-2-甲基-3-恶唑甲叉(异丙叉)俘精酸酐]制备了单层双色聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)复合薄膜感光记录材料。采用双波长(650 nm和488 nm)图像存储和读出光路，实现了用两种波长在双色复合薄膜的同一位置同时记录两幅图像。当分别用各自对应的波长读出时，两幅图像各自获得了高衬比度，且二者之间的串扰很小，证明了在双色光致变色俘精酸酐材料上进行双波长复用图像光存储的可行性。

将有机光致变色化合物-吡咯取代俘精酸酐掺杂于PMMA中形成薄膜.在紫外光照射下,薄膜由无色态转换为呈色态.用650
nm线偏振激光照射薄膜,在由呈色态转变为无色态时产生光致各向异性.对633
nm的探测光具有正单轴晶体特性,光轴方向平行于激发光振动方向,光致二向色性率(D_⊥-D_∥)可达0.2,光致双折射率(n_∥-n_⊥)可达2×10-3.实验还测量了光致各向异性与曝光量的特性曲线,发现最佳曝光量为13～20
J/cm²,理论分析了其原因.这些结果为俘精酸酐材料在光信息处理方面的应用提供了实验数据.

对一种新型可擦重写有机光致变色材料――俘精酸酐/聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)薄膜的光致变色双稳态吸收光谱进行了测量,呈色态的吸收峰在513 nm,无色态的吸收峰在370 nm。利用该双稳态特性,在10 μm俘精酸酐/PMMA薄膜上进行全息图像光存储。实验用氩离子激光器514.5 nm波长作为记录光源,测量了衍射效率与曝光量的关系,最大衍射效率约为1%,最佳曝光量约1 J/cm2。获得了存储于样品上的全息干涉条纹和参考光再现的衍射像,分析了影响衍射图像像质的因素。记录在样品上的全息图在室温下黑暗处可以保存一年以上,用紫外光可以擦除记录的全息图,进行多次记录、读出和擦除操作。结果表明,俘精酸酐可以作为一种性能优良的可擦写全息光存储材料。

采用有机光致变色材料-吲哚俘精酰胺/PMMA薄膜作为可擦写全息记录介质,建立了一种能消除全息光存储中相位畸变的光路.此光路采用参考光的相位共轭光再现全息图,能有效消除物光路中由于光学元件失调和记录材料缺陷引起的相位畸变,是全息光存储中提高再现像像质的一种有用光路.

对一种新型可擦写有机光致变色材料-吡咯俘精酸酐的光全息记录特性进行了实验研究.用涂布法制成厚度约10 μm 的吡咯俘精酸酐/PMMA聚合物薄膜.样品无色态吸收峰在373 nm处,经紫外光照射发色后,变为呈色态,其吸收峰移动到626 nm处,呈色态在氦氖激光照射下可以重返为无色态.无色态和呈色态在室温下都是稳定的.以呈色态吡咯俘精酸酐/PMMA薄膜作为记录材料,以氦氖激光作为记录光,分别建立了双光束干涉衍射记录装置和四波耦合实验系统.实验测得该薄膜的空间分辨率至少可以达到1680 lines/mm,一级衍射效率大于2%,全息记录中的最佳曝光量约为1 J/cm2.实验测量了衍射效率与曝光量的特性曲线,分析了衍射光强度和光斑模式随曝光时间的变化关系.

对一种新型可用于可擦重写光存储的有机光致变色材料――吡咯俘精酸酐,测定了它的光致变色双稳态吸收光谱,呈色态的吸收峰在635 nm,无色态的吸收峰在385 nm。利用其双稳态特性,在吡咯俘精酸酐/PMMA薄膜上实现了图像光存储。所存储的图像对比度高,用普通相机在自然光下即可直接读出。在膜上存储的图像在室温下暗处保存6个月未见消退,估计此条件下保存期可以年计。

本文以几种有机材料和一种生物材料为例，综述了目前光致变色材料在光信息存储领域的进展。