Holographische Datenspeicherung

Zusammenfassung SFB 481 - Teilprojekt B2
Photoadressierbare Blockcopolymere für die holographische Datenspeicherung

Das Teilprojekt B2 untersucht azobenzolhaltige Blockcopolymere mit wohldefinierten morphologischen Strukturen und niedermolekulare Gläser als Materialien für die holographische Datenspeicherung. In enger Kooperation zwischen der Makromolekularen Chemie und der Experimentalphysik werden grundlegende wissenschaftliche und anwendungsrelevante Fragestellungen bearbeitet.

Es konnte eindeutig gezeigt werden, dass Blockcopolymere ein großes Potential für holographische Datenspeicher im Volumen besitzen. Durch die Mikrophasenseparation bleiben die kooperativen Effekte bei der Umorientierung der Chromophore erhalten, und damit sind dicke Proben mit geringer optischer Dichte herstellbar. Auf diese Weise ist es möglich, Winkelmultiplexing ohne Ausbildung dünner Oberflächengitter durchzuführen. Aufbauend auf diesen Ergebnissen, sollen die folgenden Ziele erreicht werden:Herstellung von optisch perfekten Proben mit einer Dicke bis zu 2 mm und einer optischen Dichte zwischen 0,5 und 0,7. Hierzu werden zwei unterschiedliche Konzepte eingesetzt, nämlich die Verdünnung der absorbierenden Chromophore innerhalb des photoadressierbaren Blockes und die Verdünnung des Blockcopolymeren in der kontinuierlichen Phase.

Beeinflussung der Langzeitstabilität der eingeschriebenen Information durch Auswahl geeigneter funktioneller Seitengruppen im photoadressierbaren Block und durch Ausnutzung von Photodimerisierungs- und Photopolymerisationsreaktionen. Diese Reaktionen haben gleichzeitig das Ziel, die Schreibgeschwindigkeit zu erhöhen.Vereinfachung des Syntheseweges zu photoadressierbaren Blockcopolymeren durch neue, anionisch polymerisierbare Monomere.

Aufbau der kombinatorischen Synthese zur Herstellung von funktionalisierbaren Blockcopolymeren über anionische Polymerisation und zur Durchführung polymeranaloger Umsetzungen mit Seitengruppen unterschiedlicher Funktion.

Holographische Charakterisierung dünner und dicker Blockcopolymer-Proben, insbesondere zur Ermittlung der erreichbaren Beugungseffizienz und der Bragg-Breite eingeschriebener Gitter.

Messung des zeitlichen Verlaufes der Doppelbrechung bei Einstrahlen von räumlich nicht moduliertem Schreiblicht. Diese Methode liefert direkt den Wert der Brechungsindexanisotropie und ergänzt die holographischen Messungen.Untersuchung der Langzeitstabilität eingeschriebener Gitter (mindestens über einige Wochen) bei Zimmertemperatur und erhöhten Temperaturen.

Messprinzip

Für die holographischen Messungen werden ein oder mehrere Gitter in die Materialien eingeschrieben und deren Beugungseffizienz in Abhängigkeit der Zeit vermessen.

Für die tatsächliche Datenspeicherung muss einem der beiden Schreibstrahlen mit einer LCD-Anzeige ein zweidimensionales Bitmuster aufgeprägt und das rekonstruierte Bild mit einer CCD-Kamera gelesen werden. Eine derartige Apparatur ist ebenfalls vorhanden; sie wird eingesetzt, um die Datenkapazität zu untersuchen. Für die Charakterisierung und den quantitativen Vergleich verschiedener Materialien sind Messungen mit Photodioden jedoch besser geeignet.