本论文的工作主要分为两个部分:一、合成双偶氮苯聚合物——聚[甲基丙烯酸甲酯-co-4-{(2-甲基丙烯酰氧乙基)氧代}-4’-(4-硝基苯基偶氮)偶氮苯](poly(MMA-co-M2BAN)),研究其双光子偏振存储性能;二、制备一种以双偶氮苯聚合物——聚[甲基丙烯酸羟乙酯-co-4-{(2-甲基丙烯酰氧乙基)氧代}-4’-(4-硝基苯基偶氮)偶氮苯](poly(HEMA-co-M2BAN))为记录层、聚乙烯醇(PVA)为间隔层的复合多层膜,进行双光子多维光存储研究。主要内容与结果如下:1.合成双偶氮苯聚合物poly(MMA-co-M2BAN),将其制备成薄膜用于双光子存储。用线性偏振的钛:蓝宝石激光(波长:800 nm,脉冲宽度:80 fs,重复频率:80 MHz)双光子激发使poly(MMA-co-M2BAN)中的双偶氮苯生色团发生由于选择性光致异构化引起的取向,产生光致双折射,实现数据写入。分别用反射共焦显微镜、透射显微镜、偏光显微镜(POM)读出数据。由反射共焦显微镜读出发现:当读出光偏振方向与写入光偏振方向一致(即平行)时,存储点为“暗点”;当读出光偏振方向与写入光偏振方向成45°时,存储点“消失”;当读出光偏振方向与写入光偏振方向垂直时,存储点为“亮点”。这种偏振特性是由于双偶氮苯聚合物在双光子激发下产生的光致双折射与光学各向异性。利用这种偏振特性可以进行偏振二元存储,即用偏振方向夹角为45°的两束写入光在同一层同一区域写入两种数据。另外,研究了平行读出和垂直读出两种读出模式下数据读出强度与写入光功率的关系,结果表明:平行读出与垂直读出呈两种相反的变化趋势,读出阈值约为12 mW。此外,还可以用偏振方向与写入光垂直的擦除光(同写入光)对写入的数据进行擦除,擦除之后还可以重写。由透射显微镜读出发现:平行读出时,数据为“亮点”;45°读出时,数据“消失”;垂直读出时,数据为“暗点”。该结果与反射共焦显微镜读出的结果是互补的。进行了三阶存储,即在同一层不同区域,用不同偏振方向的两束(0°,90°)写入光写入数据,然后用同一偏振方向(0°或90°)的光读出这些数据,读出的数据点就会呈现出明暗程度不同(既有“亮点”又有“暗点”)的现象。还可以用圆偏光对数据实现擦除。由偏光显微镜读出发现:在明场条件下,转动载物台,数据点发生明暗变化,其结果与透射显微镜读出结果一致;在暗场条件下,转动载物台,数据点会呈现交替的明暗变化。2.采用交替成膜的方法制备了以poly(HEMA-co-M2BAN)为记录层、PVA为间隔层的复合多层膜。用线性偏振的钛:蓝宝石激光双光子写入数据,分别用透射显微镜、偏光显微镜读出数据,成功实现了偏振多元、多层四维光存储,存储密度可达19.4 Gbits/cm3。对比透射显微镜读出与偏光显微镜读出的实验结果发现:偏光显微镜读出时的数据读出效果更好,是一种更优的读出方式。