홀로그래픽 데이터 저장 기술은 높은 저장밀도와 빠른 전송속도, 그리고 병렬 처리로 인한 빠른 데이터 접근속도 등의 장점 때문에 차세대 정보 저장 기술 중의 하나로 고려되고 있다. 이러한 홀로그래픽 데이터 저장 기술을 보다 쉽게 실현하기 위해서는 광굴절 결정이나, 포토폴리머 같은 홀로그래픽 저장 매질이 필요하다. 그 중 포토폴리머는 고감도, 간단한 실시간 처리, 저렴한 가격 등의 이유로 광굴절 결정 보다 홀로그래픽 저장 기술 응용에 손쉽게 사용할 수 있는 저장 매질이다. 이러한 포토폴리머는 투과형과 반사형으로 나눌 수 있으며, 반응하는 파장도 조금씩 다르게 나타난다. (중략)
홀로그램 기록 매질로 acrylamide를 기초한 포토폴리머를 제작하고 광화학 표백 특성을 측정하였다. 포토폴리머의 광화학 표백 특성을 설명하기 위해 잘 알려진 Beer-Lambert 모델과 간단한 에너지 qosem 모델로부터 얻어진 율방정식에 기초한 광표백 모델에 관한 이론들을 유도하였다. 본 연구에 사용된 포토폴리머에 대해 Beer-Lambert 모델은 짧은 시간 영역에 대해서만 실험 결과와 일치하였으나 율방정식에 기초한 이론적인 광표백 모델은 짧고 긴 시간 영역 모두에 대해서 실험 결과와 잘 일치하였다.
본 논문에서는 반사형 포토폴리머의 투과형 기록구조에서의 광학 특성을 분석하고 전반사 홀로그램 기법이 적용된 반사형 포토폴리머를 이용하여 미세패턴을 기록하였다. 투과형 포토폴리머는 대칭형 입사구조에서 $40^{\circ}$ 일 때 최대 효율을 보였으나 반사형 포토폴리머는 $60^{\circ}{\sim}80^{\circ}$에서 90% 이상의 회절효율을 보였다. 미세패턴 기록에서 10배 및 100배로 확대하여 측정한 결과 선 패턴과 점 패턴 간격 모두 $1{\mu}m$ 까지 구분할 수 있었다.
포토 폴리머를 광 소자 재료로 이용할 경우 경제성 및 다른 수동 광 소자와의 집적이 가능하므로 최근 들어 많은 관심의 대상이 되고 있다. 특히, 포토 폴리머는 광 소자로서 가격 경쟁력을 높일 수 있으므로 차세대 광 소자 매질로서의 가능성이 매우 높다. 또한, 포토 폴리머는 고감도, 간단한 실시간 처리, 저렴한 가격 등의 이점 때문에 광굴절 결정보다 홀로 그래픽 저장기술 응용에 손쉽게 적용할 수 있다. (중략)
본 연구에서는 514 nm 레이저를 이용하여 DuPont HRF-150-100 포토폴리머의 홀로그램 형성에 대한 격자간격과 빛의 강도에 따른 특성과 입사각에 따른 수축을 둥을 측정 분석하였다. 또한 폴리머를 직접 회전시키는 시스템 뿐 아니라 기준 빔을 직접 회전시키는 시스템으로 각-회전 다중화 홀로그램 저장을 수행하였으며 이동최전 다중화와의 결합에 C19의한 저장도 수행하였다.
펨토초 레이저 펄스에 의한 포토폴리머의 투과율 변화와 Eu 이온과 Sm 이온이 첨가된 sodium borate 유리의 형광파장의 변화를 이용하여 3차원 광메모리 가능성을 연구하였다. 780 nm의 모드잠금 타이사파이어 레이저를 이용하여 이광자흡수에 의해 DuPont 포토폴리머에서는 투과율을 변화시켰으며 이로 인해 $0.6{\mu}m$ 크기의 비트를 형성하였다. Sm 이온이 첨가된 재료에서는 이광자흡수로 인한 Sm 이온의 광환원을 이용하여 $4{\mu}m$ 크기의 형광 비트를 얻을 수 있었고 다층구조에서의 비트 형성을 시도하였다.
Acrylamide를 홑몸체로 하는 포토폴리머에서 두광파혼합(two-wave energy coupling)실험을 하였다. 외부의 전기장이나 비선형 매질의 이동, 또는 두 입사파 중 광파의 위상이동 없이 자체회절 진동(self-diffraction oscillations)로 측정되었다. 이러한 현상을 설명하기 위하여 위상격자와 흡수격자가 혼합된 격자(mixed grating)와 두 광파의 에너지 결합동안에 형성되는 강도 간섭무늬에 대해 공간 위상 이동(nonlocal response)이 있는 경우를 가정하여, 수정된 Kogelnik의 결합파동 방정식을 유도하였다. 측정된 자체회절 진동을 통하여 포토폴리머의 위상격자(phase grating)는 강도격자(intensity grating)에 대해$\pm$50。의 위상 이동이 있음을 알았다.
아크릴레이트계 모노머를 사용한 최적화 된 포토폴리머에 안트라센 형광폴리머를 첨가하여 형광 특성을 가지는 포토폴리머를 제조하고, 514 nm 레이저를 이용하여 2-beam coupling 방법으로 형광 포토폴리머 필름 위에 회절격자를 형성하였다. 기록 시작 후 30초 이내에 선명한 fluorescent line pattern 이 형성되었으며, 회절격자 형성 뒤, 패턴이 형성된 부분에서 형광 세기의 증가가 관찰되었다. 기록 시 간섭 빔 앞에 mask pattern 을 이용하여 $50\;{\mu}m$ gap electrode 패턴을 형성하였다. 이 때 형성된 패턴은 micron scale gap패턴 안에 회절격자로부터 생성된 submicron scale의 grating line을 보였다. 이는 beam의 광 고분자 film 표면에 대한 각도($3.6^{\circ}$, $15^{\circ}$), 패턴에 사용된 광 고분자의 굴절률 등으로부터 Bragg's equation 을 사용하여 계산된 이론적인 grating 간격 ($0.6\;{\mu}m$) 과 오차범위 안에서 일치 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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