[发明专利]全息光栅及其制造方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种全息光栅，特别是涉及一种包含非液晶分子的全息光栅。

【背景技术】

近十多年来，光学元件在信号处理及信号储存上已有相当程度的发展。1960年同调激光的发明，带来了应用光学革命性的发展。与非同调光源相比，同调光源增加了光学储存及光学信号传递的稳定性，同时，也减少了信号传递时，信息流失及信号解析不易的问题。英国科学家D.Gabor在1948年提出的全息术(Holography)也因同调激光系统的演进而得到实践。全息术利用记录介质对光波动场的敏感性，将例如相位或振幅的光学信号通过介质的光学特性，例如折射率或吸收系数，直接反应出来，随后，以参考光源或探测光源在干涉平面的波前重建，以使信号再现并进行记录读取。

在同调光源(在全息术中指物光及参考光)干涉下，介质会受干涉场影响而随空间产生周期性变化。在光辐照过程中，除物质本身外层电子偏极化、温度梯度变化或载子浓度改变之外，亦有可能因光能转移而产生某些化学反应机制，例如光聚合反应(photo-polymerization)、光致变色反应(photochromism)或光分解反应(photodecomposition)等，改变了介质的光电特性，使其随三维空间分布而周期性地变化，此结构称为光学光栅(opticalgratings)。光学光栅的应用范畴包含了光学逻辑运算元件、全息影像储存技术、光学开关、影像信号的处理与放大等，在应用上有极大潜力及开发价值。

传统光储存系统皆在二维平面上记录，一直有着储存密度(storagedensity)的限制。全息光学技术提供了三维空间记录的思维模式，并具有以有机感光材作为记录介质的优点，例如使用具有高双折射率、光学各向异性及偏振光选择性的液晶分子，在全息光学光栅的相位储存记录上是很好的选择。然而，液晶分子的高成本及元件上因液晶排列而产生的散射问题，使其在信号储存记录上无法作最有效率的发挥。

【发明内容】

本发明的一实施例，提供一种全息光栅，包括：多个第一结构区，包括压克力系高分子，具有第一折射率；以及多个第二结构区，包括非液晶分子，具有第二折射率，其中该第一结构区相邻于该第二结构区且该第二折射率高于该第一折射率。

本发明的一实施例，提供一种全息光栅的制造方法，包括：混合压克力系单体、非液晶分子与光起始剂；以及进行光干涉步骤，以形成多个第一结构区与多个第二结构区，其中该第一结构区包括压克力系高分子，具有第一折射率，该第二结构区包括非液晶分子，具有第二折射率，其中该第一结构区相邻于该第二结构区且该第二折射率高于该第一折射率。

本发明全息光栅可应用于影像记录、讯息传递、信息储存及光学逻辑运算元件等领域。本发明以低成本、低折射率的压克力系单体，例如甲基丙烯酸甲酯(MMA)，配合使用透明、高折射率及高流动性的非液晶分子取代原液晶介质，而开发出一种低成本、高分辨率的非液晶介质全息光栅。本发明全息光栅提供了三维空间的信息储存技术，完全运用介质于空间上的分布达到记录效能，大幅降低制造成本及有效提升储存容量。

为让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下：

【附图说明】

图1为本发明一实施例的一种全息光栅结构示意图。

图2A～2B为本发明一实施例的一种全息光栅的制造方法。

第3A～3C图为本发明全息光栅的形成机制。

【主要附图标记说明】

10～全息光栅；          26～密闭空间；

12、28～第一结构区；    32～压克力系单体；

14、30～第二结构区；        36～光起始剂；

16、44～压克力系高分子；    38～支撑材；

18、34～非液晶分子；        40～光强区；

20～间隙子；                42～光弱区。

22、24～玻璃基板；

【具体实施方式】

请参阅图1，说明本发明一实施例的一种全息光栅结构。全息光栅10包括多个第一结构区12以及多个第二结构区14。第一结构区12包括压克力系高分子16，具有第一折射率，大约介于1.4～1.5。第二结构区14包括非液晶分子18，具有第二折射率，大约介于1.6～1.8。第一结构区12相邻于第二结构区14且第二折射率高于第一折射率。