研究了一种掺杂亲水性纳米氢氧化镁颗粒的丙烯酰胺基光致聚合物厚膜的全息存储特性。用Ar+激光器514 nm波长的光对材料进行曝光，实验结果表明，在丙烯酰胺基光致聚合物全息材料中掺入氢氧化镁纳米粒子，不仅有效地提高了材料曝光记录过程中的维度稳定性，抑制材料的体积缩皱，而且衍射效率和其他全息性能参数都有了一定的改善。同时存在一个最佳的掺杂浓度，使得材料的最大衍射效率可以达到93.7%，最大折射率调制度达到2.13×10-3，样品缩皱率减少为1.61%。将模拟图像存入样品，得到的衍射再现图像的保真度较高。所有这些结果表明，将亲水性氢氧化镁纳米粒子分散在丙烯酰胺基光致聚合物中是一种改善材料全息性能的有效方法。

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。

为了降低光致聚合物材料的缩皱，制备了一种掺杂Mg(OH)2纳米颗粒的光聚物材料，并研究了该材料的全息存储特性。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Mg(OH)2纳米颗粒后，材料的缩皱率由3.2%降为1.6%，衍射效率从75%提高至89%，折射率调制度最高可达2.24×10-3；在制备的样品中进行了模拟图像存储，再现图像仍然清晰。说明在光致聚合物中掺入Mg(OH)2纳米颗粒，有助于提高材料的全息特性。

基于光致聚合物材料曝光后横向收缩与厚度收缩引起光栅矢量大小和方向的变化,导出了光致聚合物的收缩率与光栅读出角的布拉格偏移之间的显性关系。并设计了两步实验法,采用蓝光记录、红光动态扫描读出,分别对光致聚合物中的非倾斜光栅和倾斜光栅的布拉格偏移进行了实验测量。对自行研制的两种新型蓝光敏感光致聚合物样品,测量了其横向与厚度的收缩率,求出了材料的体积收缩率,其中经过优化配比的样品体积收缩率小于0.5%。实验也表明材料的横向收缩一般是不能忽略的。通过这种简明可靠的收缩率测量方法,可较快确定大量光致聚合物样片的收缩率,有助于找出收缩率与材料组分的关系。

推导了光聚物全息存储布拉格偏移与记录角度的关系公式,数值计算的结果与实验符合很好. 结果表明,光聚物全息存储的布拉格偏移与记录角度有比较大的关系,对于倾斜光栅,记录过程中参物光夹角越小,布拉格偏移越大.该结果对光聚物高密度全息存储器光路的设计有参考意义.

本文研究了体全息光学元件的布拉格(Bragg)偏移及补偿特性,得出了在某些调制度下,在偏移布拉格条件下仍可以得到较高的衍射效率的结论.文中也讨论了体全息光学元件布拉格偏移的容忍性并分别讨论了体全息元件布拉格偏移所允许的角度偏移和再现波波长偏移的性质,得出了在大调制度下体全息光学元件的布拉格偏移容忍性大的结论.同时指出实现体全息光学元件高衍射效率的变波长再现的途径,并给出相应的实验结果.