针对在体全息存储中PQ/PMMA材料衍射效率不高并且响应时间较慢的两点不足，我们对全息存储材料制备体系以及制备方法进行改进。针对光敏剂PQ对光的敏感度较差、且PQ在PMMA液体中溶解度较低的问题，采用新型光敏剂IRGACURE 784(茂钛TI)改善提全息存储材料体系，IRGACURE 784其感光性强且在丙烯酸酯中的溶解度较大，所制备的全息TI/PMMA光致聚合物具有优异的全息性能。
图 1不同光敏剂TI分子掺杂下 TI/PMMA的衍射效率随时间演化曲线。曝光强度 (a) 115 mW/cm2；(b) 96 mW/cm2；(c) 64 mW/cm2；(d) 与PQ/PMMA聚合物衍射效率的对比。
图 2不同光敏剂TI分子掺杂下 TI/PMMA聚合物的响应时间
研究发现，光激发后TI/PMMA聚合长链与干涉亮-暗区浓度差异产生的顺梯度扩散现象，共同影响材料的衍射效率。在综合实验理论与工艺，优化后的材料体系选择4.0wt%的光敏剂和2.0wt%的热引发剂含量进行掺杂，全息材料的响应时间为20s，并且衍射效率最大值能够达到74%。针对这一研究结果，建立了四能级速率方程模型，描述光致聚合物中光引发分子在吸收光子后的具体激发过程，其中通过对实验中吸收系数随曝光时间的变化进行拟合，得到了材料吸收系数的拟合关系式，取代扩散聚合模型中的吸收常数，通过引入吸收系数关系式，结合非局域扩散模型和光致聚合速率方程，建立了吸收型扩散-聚合模型，研究了在短时间曝光过程和长时间连续曝光过程中材料内部各组分反应对光栅形成的贡献程度研究；在短时间曝光中，材料内部光栅形成的主要原因是光引发分子与周围单体直接聚合的贡献，并且可以忽略单体之间的链式聚合反应对折射率调制度的影响；在长时间连续曝光中，材料内部光栅形成的原因主要由于光引发分子与单体的直接聚合反应与光引发分子的顺浓度梯度扩散效应，并且单体的链式聚合反应对光栅的贡献很小，该模型可以描述连续曝光下光栅形成的动力学过程，通过拟合实验结果，得出了实验与理论具有较好的一致性。
图3 (a) 吸收系数的实验测量结果与拟合结果的对比。(b) 吸收型扩散-聚合模型的实验拟合结果
针对具有优异光电性质的有机无机杂化钙钛矿材料，我们也进行了制备和性质研究。通过旋涂的方法制备了大面积的有机无机杂化钙钛矿微米线，研究了湿度对其结构和光学性质的影响（见下图），并首次研究了其单光子、多光子激光行为，以及钙钛矿激光和Plasmonics结合的性能改善。这些研究为改善有机无机杂化钙钛矿材料的稳定性提供了重要的参考。
图 4 钙钛矿微米线发光光谱图
图 5 纯无机高稳定性钙钛矿SEM图以及其大小的分布图
