技术领域

本发明总的来说涉及具有独特光化学性质的新型成膜材料。从该 新型材料可以容易地制备非散射的光学透明膜。它们允许在其中通过 光诱导产生光学各向异性(光诱导的二向色性和双折射)和拓扑表面 结构，例如表面浮雕光栅(surface relief grating，SRG)。所述材料包含 具有感光性的侧基的荷电聚合物或者由所述荷电聚合物组成，所述感 光性的侧基在照射时在材料中能够经历E/Z异构化或者参与光诱导 的环加成或者参与光诱导的重排反应或者参与能够产生光学各向异 性的其它反应。所述材料优选在固体基底上或者在两个这种基底之间 容易从水/醇或有机溶剂中成膜。

                        背景技术

已知在侧链或主链中包含偶氮苯或其它光活性部分例如均二苯 乙烯、肉桂酸酯、香豆素的无定形的和液晶聚合物可以用来通过光取 向诱导各向异性(K.lchimura，Chem.Rev.2000，100，1847；A. Natansohn等，Chem.Rev.2002，102，4139；V.Shibaev等，Prog.Polym. Sci.28(2003)729-836；X.Jiang等，WO 98/36298)。还已知偶氮苯衍 生物当暴露于梯度光场下时能够形成SRG(A.Natansohn等，同上)。

包含不同类型偶氮苯的材料已用于产生光学各向异性和/或 SRG。在一种方法(“客体-主体”体系)中，通过混合光致变色的偶氮 苯衍生物，例如4-[4-N-正已基-N-甲氨基-苯基偶氮]-苯甲酸或者改性 的直接红1偶氮染料与容易获得的作为基质的聚合物PMMA来实现 (J.Si等，APPL.PHYS.LETT.80，2000，359；C.Fiorini等，Synthetic Metals 115(2000)，121-125)。但是，由于染料-聚合物分离引起低的染 料载量，观察到的效果是非常弱的。用专门合成的染料可以观察到在 聚合物基质中较高载量的光致变色材料，所述染料避免染料-聚合物 分离(C.Fiorini等，见上)。但是在这类体系中，光诱导的二向色性是 不稳定的，并且SRG形成不是有效的(不超过50nm深)。只在向可商 购的直接红1中引入非常高-Tg的聚(醚酮)时才诱导相对稳定的双折 射。用后者体系是否可以产生SRG尚不清楚。此类材料用来记录取 向的全息图。通过将聚合物材料化学结合到偶氮染料化合物已经获得 更好的结果。所述材料的特征在于在光活性单元和聚合物骨架之间有 共价键。除了观察的结果比“客体-主体”系方法中好得多以外，这 类聚合物材料一般具有良好的成膜性质。但是，必须使用环境不友好 的有机溶剂。通常，聚合物的溶解性是难以克服的问题。需要专门的 合成来从可商购的化学试剂制备这类功能聚合物，因此它们是昂贵 的。另外，所述聚合物的纯化也是个困难的问题。

最近，已经发现了能够形成玻璃态膜的专门合成的单体偶氮苯衍 生物(V.Chigrinov等，1106·SID 02 DIGEST；V.A.Konovalov等， EURODISPLAY 2002，529；W.C.Yip等，Displays，22，2001，27)。 在这些低分子量形成玻璃的化合物膜中，通过用线性偏振光照射诱导 光学各向异性。

另外，已经使用逐层(LBL)浸渍方法来获得用于光诱导取向和形 成SRG的膜(例如参见A.M.-K.Park等，Langmuir 2002，18，4532； Ziegler等，Colloids and Surfaces，A 198-200(2002)，777-784；V. Zucolotto等，Polymer 44(2003)，6129-6133)。在这些体系中，使用 容易获得的具有至少两个离子性基团的聚电解质和低分子量偶氮染 料、包含双头基双亲分子的偶氮苯、用偶氮苯基团共价取代的紫罗烯 或聚电解质。在典型的方法中，将基底分别在阳离子聚电解质例如聚 DADMAC和含偶氮苯的阴离子化合物的水溶液中交替浸渍大约 10-20分钟。每次浸渍在基底表面上形成典型厚度大约为1nm的单 层。多次重复该过程产生多层膜。需要大约150层来获得合理厚度的 所得层。可以制备直至700层的膜。可以产生振幅(amplitude)达到 120-140nm的SRG，其中可以观察到偶氮苯部分的光诱导取向。所 述过程是繁重且耗时的。另外，为了雕刻深的SRG需要相当厚的膜， 并且难以获得这种膜。

已经使用了在聚合物骨架和光致变色化合物间使用H-键的另一 种途径(E.B.Barmatov等，Polymer Science，Ser.A，Vol 43(3)，2001， 285)。按照这种方式，获得能够光取向的膜。

在这些概念中，各组分通过库仑吸引或者H-键彼此结合。相似 的吸引在溶液中荷相反电荷的离子性部分之间是可以的。已经研究了 稀溶液中聚电解质与染料的相互作用(W.Dawydoff等，Acta Polym. 1991，42，592)。最近，作为固体材料制造出聚电解质与另一种荷相反 电荷的含重氮磺酸部分的聚电解质的复合物(A.F.Thunemann等， Macromolecules 1999，32，7414；2000，33，5665)。还没有研究这些材料 的分子光化学和随后光诱导的物理过程例如光取向或光诱导的扩散。

总之，在过去几年间已经发展了多种使用光致变色偶氮苯染料的 光化学性质的化学体系。此类组合物可以成膜，这就允许在其中引入 光学各向异性和/或产生表面浮雕结构。但是，尽管广泛研究了有效 且容易获得的组合物，但它们全部与上述概括的某些缺点相关。

                          发明内容

本发明人发现具有下面化学性质的材料可以用作既具有高效率 诱导光学各向异性和表面浮雕结构又具有材料制备简单性的光活性 膜材料或其一部分。所述材料包含具有感光性的荷电侧基的聚合物或 由所述聚合物组成，所述侧基能够经历E/Z异构化或者参与光诱导的 环加成或者参与光诱导的重排反应等。可以添加其它组分，例如增塑 剂、常规的有机低聚物或聚合物、其它感光化合物、染料、或者液晶 化合物来对配制品的性质和膜的性质(膜的柔韧性、亲水/疏水性质等) 进行改性。所述材料容易从水/醇或有机溶剂中在固体基底上成膜。 在用光照射时，可以在这些膜中诱导光学各向异性和/或表面浮雕结 构。

适用于本发明的感光聚合物是其荷电侧链能够经历主要选自光 异构化、光致环加成反应和光诱导的重排中的光反应的聚电解质。如 果它们能够经历光异构化，聚合物主要包含根据通式I或II的结构或 基本上由通式I或II的结构组成：[Pol(R*-P-R’)]o on+no/xAx-(I)、或者 no/xAx+[Pol(R*-P-R’)]o on-(II)，

其中Pol意指聚电解质的直链或支链化的聚合物链的重复单元， o表示聚电解质中重复单元数，并且(R*-P-R’)和(R1*-Q-R1’)是重复单 元Pol的荷n个正电荷或负电荷的侧链，

其中P是能够经历光诱导的E/Z异构化的基团，

R*选自任选取代的和/或官能化的含芳基的基团，其与重复单元 Pol和基团P结合，

R’选自任选取代的和/或官能化的含芳基的基团，其中R*和R’ 至少之一荷正电荷或负电荷，

A是荷相反电荷的阳离子或阴离子，

n优选是1或2，更优选1，但是在特定情况中可以更高(3或4)，

x是1或2，并且

o至少是2，优选介于2和1000之间，但是可以更高。

优选地，P是偶氮基团-N＝N-，或者包含多于一个这种基团。但 是，本发明不局限于包含一个或更多个偶氮基团的通式I或II的化合 物。例如，P可以是-C＝N-或者-C＝C-。优选在任意所述情况中至少一 个，或者优选两个芳基部分直接与基团P连接。

如果聚电解质侧链能够经历光致环加成或光诱导的重排，聚合物 主要包含根据通式III或IV的结构或基本上由通式III或IV的结构组 成：

[Pol(R1*-Q-R1’)]o on+ no/x Ax-(III)、或者no/x Ax+ [Pol(R1*-Q-R1’)]o on-(IV)

其中

Q是能够参与光致环加成，优选(2+2)加成或(4+4)加成，或者能 够参与光诱导的重排，优选螺吡喃到部花青类的重排，或者所谓的 Photo-Fries反应的基团，

R1*选自任选取代的和/或官能化的具有接受电子性质的基团，并 且与重复单元Pol和基团Q结合，

R1’选自任选取代的和/或官能化的具有接受电子性质的基团，或 者包含至少一个芳基部分或者包含与Q一起形成芳环或者杂芳环的 基团，

其中R1*和R1’至少之一荷正电荷或负电荷，或者其中包含R1’和 Q的环结构和/或其上面的取代基将携带至少一个正电荷或负电荷，

并且A、n和x如上面通式(I)和(II)中的定义。

在光致环加成是(2+2)加成的情况中，Q优选包含-C＝C-或-C＝N- 键，并且更优选包含基团-CR2＝CR2’-或-CR2＝N-，其中R2和R2’独立 地选自H或C1-C4基团。优选地，Q是共轭的pπ-电子体系的一部 分。各种化合物的实例有肉桂酸酯类、亚胺类、均二苯乙烯、查耳酮 类、或者二丙烯酸对苯撑酯类或酰胺类，其中R1和R1’至少之一是任 选取代的或者官能化的苯基或者其它芳基或者杂芳环，并且另一个是 任选取代的或者官能化的苯基或者其它芳基或者杂芳环或者羧酸酯 或碳酰胺基团或苯羰基残基。所有所述基团或残基都可以被取代或者 被官能化，并且R1和R1’至少之一必须携带至少一个正电荷或负电荷。 可选地，Q可以是碳环或杂环优选是芳香环，例如在香豆素中、在胸 腺嘧啶(thymin)或者胞嘧啶衍生物中或者在马来(maleinic acid)酸酐衍 生物中的一部分-C＝C-。根据上面的定义，R1和R1’在此情况中与Q 一起稠合成环结构。该环结构的一个或多个原子，或者可选地与该环 结构连接的取代基各自可以携带至少一个正电荷或负电荷。另外，此 类化合物如果携带至少一个正电荷或负电荷，此类化合物将落在本发 明的范围内。

在特殊情况中，当光致环加成不是(2+2)环加成时，Q可以在其 骨架中包含更多原子，并且例如可以是可在芳香体系内稠合的芳香 C6环，或者可以具有适当的残基，至少所述残基中的一个携带相应的 电荷。一个实例是蒽衍生物。已知蒽经历(4+4)环加成，从而碳原子9 和10将与相邻的原子形成桥，导致形成三明治状二聚体结构。

具有结构(I)至(IV)的聚合物的每个侧链可以具有多于一个感光 基团。例如，所述聚合物的侧链可以包括二偶氮苯或三偶氮苯基团以 及二丙烯酸酯化合物，例如二丙烯酸对苯撑酯。

如果R*、R’、R1*和/或R1’是芳基或含芳基的基团，它可以是或 者可以包含碳环或杂环。任选地，该环可以稠合为芳香体系，例如萘 或蒽体系。此外，环可以由一个或多个取代基取代或官能化。

在上面给出的定义中，术语“官能化的”应该意指由给分子赋予 附加功能性的取代基取代，所述取代基为例如携带电荷的取代基像 SO3H基团，或者可以提供聚合或加聚能力的取代基，例如S-H基团、 或者可聚合的-C＝C-基团。术语“取代的”应该意指任意其它的取代 基。

上面定义的化合物可以以任意可用种类的盐，例如铵或钠盐、氯 化物、硫酸盐等使用，或者它们可以是酸性的或者碱性的化合物，例 如羧酸、磺酸、胺、或者带羟基的化合物等，它们能够与荷相反电荷 的聚电解质反应，产生各自的离子性复合物。如上述所概括，它们可 以荷正电荷或负电荷，并具有一个或多个电荷。

Pol例如可以选自任选取代的聚亚烃基单元，优选C2-C6聚亚烃 基单元，例如亚乙基单元-CH2-CH2-，其中与碳键合的氢原子之一被 R*或R1*取代。作为替代，Pol可以包含亚烷基氧化物或亚烷基胺或 者由亚烷基氧化物或亚烷基胺组成，所述亚烷基氧化物或亚烷基胺优 选为C2-C6亚烷基氧化物或亚烷基胺，例如-CH2-CH2-O-、 -CH2-CH2-NH-，其中与C或N键合的氢原子之一由R*或R1*取代。 R*或R1*借助碳-碳键，而且通过醚、酯、胺、酰胺、脲、胍或者亚磺 酰氨或者相当的基团与Pol结合。借助亚磺酰氨基团连接是优选的； 其取向使得氨基与Pol结合是最优选的。在上述Pol的实例中，其自 身是不带电的，这意味着电荷分别在(R*-P-R’)或(R1*-Q-R1’)上。然后， 所述结构可以定义为：

[Pol(R*-P-R’n+)]o no/x Ax-(I’)、或no/x Ax+[Pol(R*-P-R’n-)]o(II’)、 或[Pol(R1*-Q-R1’n+)]o no/x Ax-(III’)、或no/x Ax+[Pol(R1*-Q-R1’n-)]o(IV’)

可选地，单元Pol自身带电，例如可以具有烷基磺酸盐基团或者 烷基铵基团等，而基团(R*-P-R’)和(R1*-Q-R1’)分别也是带电或不带电 的。

与上述结构(I)-(IV)结合使用的表达“基本上组成”应该意指所述 结构构成聚电解质的主体。当然，在聚合物开始及结束处不能存在单 元[Pol(R*-P-R’)n+]或者任意其它的上述单元(I)-(IV)，并且应当理解的 是所述单元具有附加取代基，大多数情况中是氢，或者最终是与Pol 结合的烷基(例如C1-C4)。本发明的聚电解质可以是均聚物，即包含 连续的Pol单元。可选地，它可以由共聚物(统计或者接枝共聚物)组 成。就此而言，表达“主要包含”应该意指“Pol”单元链可以被间 断和/或不多于一半的单元(以重量和/或数量计)可以被其它2-结合基 团，例如不具有任何上面定义的P或包含Y的、感光侧链、或者其 它共聚合单元的，不具有或者具有其它官能团或非功能基团例如碳酸 或酯基团、烯键不饱和基团等的Pol单元取代。在其它情况中，一个 或多个单元[Pol(R*-P-R’)n+]或者任意其它的上述单元(Ia)-(IVa)可以由 三价单元取代，从而获得支链化的第二电解质。

为了获得本发明的材料，在适当的溶剂中溶解如上定义的感光聚 电解质。因为聚电解质是离子性的，所以它通常在质子性和极性溶剂 中，大多数情况中在水或者低级醇或者两者混合物中是可溶的。所述 溶液优选是非常浓的，通常直至饱和。可以在成膜之前的任意阶段酌 情加入添加剂。可以在任何阶段将它们添加到溶液中或者添加到本发 明的聚电解质中。添加剂例如可以是有机聚合物、具有成膜能力的化 合物、增塑剂、液晶和/或其它，例如单体、低分子量感光化合物。

根据本发明的聚电解质由于其离子性特性而是相当稳定的。具体 地说，与不是离子性特性的相当的材料相比，它在更大程度上抵抗热 的影响。此类材料一般在更低的温度下软化。

在本发明的具体实施例中，本发明的材料包括感光聚电解质，以 及一种或更多优选在结构化后可以经历或提供膜交联的附加组分。这 些组分可以选自附加有机单体，它们能够与聚电解质的特定基团结 合，形成桥和/或有机网络。在一个实施例中，这种组分选自能够经 历光聚合或光交联的单体感光分子。优选地，光聚合或交联的条件应 该是使用与如上所述用来“记录”(形成SRG)的波长不同的波长。在 另一个实施例中，该组分对热固化或聚合是敏感的/在热处理时提供 桥或者交联网络。

取决于溶剂，可以使用任何传统的成膜技术如旋涂或流延、刮刀 等在仅一个步骤中在基底上制备均匀的膜。另外，使用例如水/醇介 质还容易利用喷墨印刷来产生图案化的膜。在膜已经沉积在基底上或 者各自的基层上后，使其干燥，优选在室温下，例如在空气中干燥。

膜的厚度可以在宽的范围内变化，取决于所需的应用。例如，膜 厚可以介于10nm至50μm之间，典型地介于200nm至5μm之间。 如果需要，可以在基底和本发明的感光材料膜之间和/或作为该膜上 表面上的一层或多层覆盖层来沉积附加层。

根据本发明的光活性材料由于在聚电解质中存在可以经历光诱 导的E/Z异构化和/或光致环加成反应、或者光诱导的重排反应的基 团而是感光性的。在用偏振的光化性光均匀照射下，在由这种材料制 成的膜内诱导光学各向异性。取决于材料组成、处理和照射条件，所 述光学各向异性可以是稳定的、不稳定的或者是可擦除的，总结如下。 在不均匀的照射下，可以实现光学各向异性的调制和膜表面的变形。 最令人惊奇的是，后者过程与已知的作为形成表面浮雕光栅最有效的 包含偶氮苯的官能化聚合物所报道的同样有效或者甚至更有效。就此 而言，本发明的材料是对直至现在使用的共价结合的聚合物体系的可 行的替代选择。

如上所述，可以以不同的方式光学改变所建议的材料的性质。如 果用偏振光均匀地照射，膜变成各向异性的，即意味着诱导双折射和 /或二向色性。这是由于在偏振照射时材料光异构化的稳态中的光取 向过程引起的。例如，如果材料包含经历E/Z异构化的基团，光照射 将导致此类基团的取向。在光致环加成或者其它光反应的情况中，将 观察到光反应产物的角度选择性的光分解或者角度选择性的形成。

如此诱导的光学各向异性可以弛豫回来、用热或者用光照射擦 除，或者可以是稳定的。例如，因为Z异构体弛豫回热动力学稳定的 E异构体，基于E/Z异构化的诱导取向可以是稳定的、可以经历弛豫 (relaxation)、或者可以通过热方法或者光化学方法擦除。因此，偶氮 苯体系的光学各向异性只被临时诱导(而用其形成的表面浮雕光栅是 长期稳定的，参见下面)。但是，由于光致环加成引起的光学各向异 性和表面光栅因为反应是不可逆的而保持稳定。光学各向异性的稳定 性还可以通过使用允许进一步固化或交联，例如通过在膜中形成有机 网络的材料来实现。在此情况下，当在诱导所述各向异性后固化该材 料时，光诱导的光学各向异性可以“冷冻(frozen)”在材料中。

如果可能，可以通过调节温度和/或照射/擦除光的参数来控制诱 导和弛豫过程的速度。如此，可以产生多种可以是永久性的或者光可 开关的薄膜偏振元件，如偏振器或延迟器。这种材料中双折射或二向 色性的光诱导变化还可以有效地用于光数据存储，并且如果可逆可以 用于光处理。

如果用不均匀的光场，即其中照射光的强度和/或偏振是空间调 制的光场照射膜，相应地通过膜调整诱导的各向异性。一个此类实例 是通过掩模照射。按照这种方式，可以制造像素薄膜偏振元件。另一 个实例是用干扰图案照射，即全息照射。按照这种方式，可以实现多 种以透射或反射模式操作的全息光学元件(如偏振射光束分光器或者 偏振鉴别器)。

另外，通过用偏振光不均匀地照射(全息、掩模或近场曝光)，可 以在由本发明的材料制成的膜的自由表面上产生表面浮雕结构。表面 浮雕结构可以是在E/Z光异构化反应时或者在光致环加成或光诱导 的重排反应(例如由于成环引起的收缩)时光诱导的传质的结果。

如果不均匀地照射由本发明的材料制成的膜，可以随着不均匀的 光学各向异性的产生观察到表面浮雕结构(表面浮雕光栅，SRG)的形 成。但是，如果需要或者希望，可以通过两个基底之间照射膜来抑制 SRG的形成。在表面浮雕结构的可逆性和不可逆性方面，上面对于 发生光学各向异性所总结的同样适用。

产生的浮雕结构的侧向尺寸从数十纳米(在用近场照射的情况中) 直至通过全息照射提供的数微米的尺寸。此处正表明形成浮雕的效率 与对于偶氮苯官能化的聚合物所报道的值是可比的(首先实现了0.6 μm的调制深度，还不是最优化的试验)。图1中显示了写在本发明材 料中，以及为了比较写在现有技术的侧链偶氮苯聚合物中的SRG的 原子力显微镜(AFM)图像。

如果选择允许可逆地形成表面浮雕结构的材料，由于记录过程的 可逆性，所述材料应用具有独特的可行性。一旦已经记录了浮雕结构， 浮雕结构可以被再次重写。这就允许通过叠加它们的简单分量来记录 复杂的表面结构。如此，例如通过连续记录简单的一维结构可以实现 多维结构；通过连续记录傅里叶分量可以形成具有非正弦分布的光栅 或者任何记录的结构可以以指定的方式被校正。过程可逆性的另一个 优点是膜可以多次使用。非常大量的无疲劳的写入循环是可以的。另 一方面，如果如上所述用具有添加剂的材料产生最后的浮雕结构，例 如通过热或者通过全面曝光(flood exposure)(整个膜曝光)可以“冷冻” 或者固定最后的浮雕结构，从而获得交联等并且避免破坏所得的浮雕 结构。

按照这种方式，可以产生多种浮雕全息元件，像衍射光栅、光束 耦合器、多束复用器(multiplexer)、分光器或者转向器、菲涅耳透镜 等。结构化膜(特别是光栅)的应用不只局限于光学元件。可以使用一 步全光学结构化表面作为颗粒自组织的模板，作为液晶取向的支配表 面，作为具有改性的湿润/去湿润性质的表面、或者作为抗反射层。

如果已经根据本发明制备出表面浮雕结构，可以使用广泛的不同 材料来复制这种结构。可以进行一次或者多次复制。复制品(replica) 可以用作复制的模板。用来复制的材料在本领域是已知的。实例有聚 硅氧烷，例如聚二甲基硅氧烷。可以制备此类材料作为具有足够低粘 度的树脂来填充SRG的精细结构，并且可以在复制后干燥或者固化 以产生稳定的材料。其它的实例有聚丙烯酸酯树脂、聚氨酯、烯-硫 醇(ene-thiol)组合物或者金属(例如从金属溶液借助电化学沉积)。如果 需要，可以使用适当的溶剂从复制品中洗掉初始的表面浮雕结构。

本发明的材料特别具有下面的优点：它们可以从容易获得的不昂 贵的商业材料，即可商购的具有离子性基团的聚电解质和光致变色衍 生物制备。在它们的制备、以及在所述材料和体系的组成(多组分体 系)方面是十分灵活的。可以使用环境友好的水/醇介质作为溶剂。因 为在像水和/或醇介质的质子溶剂中制备复合物和配制品，所以可以 容易地在聚合物或者其它(例如无机)的基底上制备膜，或者结合在常 用于聚合物膜制造的有机溶剂中不稳定，但是允许从水/醇介质形成 另一层的其它聚合物层制备膜。使用水/醇溶剂还容易利用喷墨印刷。 在使用其它聚合物或者非聚合物材料复制SRG和其它拓扑表面结构 的情况中，可以用溶剂洗掉具有光诱导结构的初始感光膜。使用新型 材料可以制备各向异性膜和表面浮雕光栅结构而不用昂贵的合成和 纯化光致变色聚合物，其中光致变色单元必须共价连接到聚合物骨架 上。另外，由于所用材料的离子性特性，所述膜和从该膜制成的产品， 例如SRG至少在直至大约150-200℃下是热稳定的。

由于它们优越的化学和物理(光学、力学)性质，本发明的材料可 以用在广泛的技术领域中，并且特别是在技术性和其它光学、数据存 储和通讯领域中。例如，所述材料可以用作感光介质、光学元件、功 能表面和/或模板。所述元件例如可以是衍射元件、偏振元件、聚焦 元件或者此类元件的组合。如果它们光诱导的性质是可逆的，它们可 以用作光学或者光/热开关(switching)的元件或者用在光学或者光/热 开关的元件中。在此情况下，优选通过在权利要求27或28中要求的 方法制备所述材料。此外，如果光诱导的性质是可逆的，它可以用作 实时全息或光学信息处理的介质。可选地，感光介质可以是用于不可 逆的或可逆的光学数据存储的介质。如果数据存储是可逆的，如果需 要随后通过照射或者加热可以清除信息，然后可以进行另一次写入循 环。在其它应用中，使用所述材料作为模板，其中模板表面是复制其 它材料的表面或者液晶取向、颗粒自组织的支配表面。所述表面可以 确定材料的化学、力学和/或光学性质，优选选自湿润/去湿润、硬度、 反射比和散射。

                    附图说明

图1是写入本发明的材料中(图1a，实施例1)和聚((4-(4-三氟甲 基苯基偶氮苯基-4-氧)丁基)甲基丙烯酸酯)-共聚((2-(4-氰基二苯基-4- 氧)乙基)甲基丙烯酸酯)(图1b，实施例2)中的SRG的AFM图像。

图2显示了在交替照射下两个状态之间开关的透射的探测光束 的正交偏振分量的强度(对图1b中实施例2材料的测量)。

图3是相同材料在500nm下的吸收对偏振角度的极坐标图。

图4显示了在向所述材料中写入SRG期间衍射的探测光束的动 力学。

图5显示了根据实施例3雕刻的取向光栅的总DE(探测光束的不 同偏振)和浮雕振幅。

下面，将进一步举例说明本发明。

                    具体实施方式

                      实施例1

“记录”

通过在室温下在密闭室中的玻璃基底上流延30mg聚{1-[4-(3-羧 基-4-羟基苯基偶氮)苯亚磺酰氨基]-1，2-乙烷二基，钠 盐}(PAZO)(Aldrich)在1ml MeOH中的溶液来制备大约2.5μm厚的 膜。在空气中室温干燥20h后，通过两束偏振面与入射平面成±45 °的线性正交偏振束形成的干扰图案照射该膜2h。照射波长是488 nm，并且光束间的角是大约12°，导致2.3μm的周期。干扰光束的 强度等于250mW/cm2，照射时间是40min。记录的SRG的1级衍射 效率测量为35％，图4中显示了记录的动力学。图1a中显示了AFM 图像。

                         实施例2

“光诱导的各向异性”

通过在室温下在密闭室中的玻璃基底上流延30mg聚{1-[4-(3-羧 基-4-羟基苯基偶氮)苯亚磺酰氨基]-1，2-乙烷二基，钠 盐}(PAZO)(Aldrich)在1ml MeOH中的溶液来制备大约2.5μm厚的 膜。在空气中室温干燥20h后，通过488nm和250mW/cm2的线性 偏振光照射该膜1h。诱导的双折射是稳定的，但是可以通过正确偏 振的光擦除并且在任何其它方向再次诱导(图2)。由偏振UV-Vis光谱 研究光诱导的各向异性(图3，极坐标图)。已经发现光学二向色性的 值在500nm下为D＝0,19。

                        实施例3

取向光栅记录

通过在室温下在密闭室中的玻璃基底上流延30mg聚{1-[4-(3-羧 基-4-羟基苯基偶氮)苯亚磺酰氨基]-1，2-乙烷二基，钠 盐}(PAZO)(Aldrich)在1ml MeOH中的溶液来制备大约2.5μm厚的 膜。在空气中室温干燥20h后，用通过两束圆形正交偏振光束形成 的干扰图案照射该膜20min。照射波长是488nm，并且光束间的角 是大约12°，导致2.3μm的周期。干扰光束的强度等于250mW/cm2。 测量记录的SRG的总衍射效率达到55％(参考图5)。

图5显示了用于在实施例3中雕刻的取向光栅的总DE(探测光束 的不同偏振)和浮雕振幅。

                    实施例4

取向光栅的稳定性

按照实施例3写入取向光栅5min。在弛豫后光栅只损失40％ DE。在100℃下退火1h不会导致DE的任何损失。

                    实施例5

表面浮雕光栅稳定性。

按照实施例1写入SRG。在大约200℃的温度下具有雕刻SRG 的膜的退火不会改变光栅的深度。在200℃下加热至少6h期间没有 观察到明显的DE降低。