本发明提供了组合物、光学数据存储介质和使用所述光学数据存储的方法。所述组合物包含非线性敏化剂,所述非线性敏化剂包含一种或多种能吸收光化辐射而导致向反应物的上能级三线态能量传递的铂乙炔基络合物,其中所述反应物在三线态激发时将发生光化学变化。
1.一种光学数据存储方法,所述方法包括:(a)提供包含以下物质的光学数据存储介质:聚合物基体;反应物,所述反应物在三线态激发时能发生光化学变化以形成产物,从而引起所述介质中折射率变化;和非线性敏化剂,所述非线性敏化剂包含一种或多种能吸收405nm的光化辐射而导致向所述反应物的上能级三线态能量传递的铂乙炔基络合物;和(b)通过用波长约405nm且强度大于阈值的光化辐射照射光学数据存储介质在所述光学数据存储介质中记录全息图。
2.权利要求1的方法,其中所述铂乙炔基络合物为反式-铂乙炔基络合物,其包括双(三丁基膦)双(4-乙炔基联苯)合铂(PPE)、双(三丁基膦)双(4-乙炔基-1-(2-苯基乙炔基)苯)合铂(PE2)、双(1-乙炔基-4-(4-正丁基苯基乙炔基)苯)双(三正丁基膦)合铂(II)(n-Bu-PE2)、双(1-乙炔基-4-(4-氟苯基乙炔基)苯)双(三正丁基膦)合铂(II)(F-PE2)、双(1-乙炔基-4-(4-甲氧基苯基乙炔基)苯)双(三正丁基膦)合铂(II)(MeO-PE2)、双(1-乙炔基-4-(4-甲基苯基乙炔基)苯)双(三正丁基膦)合铂(II)(Me-PE2)、双(1-乙炔基-4-(3,5-二甲氧基苯基乙炔基)苯)双(三正丁基膦)合铂(II)(3,5-diMeO-PE2)、双(1-乙炔基-4-(4-N,N-二甲基氨基苯基乙炔基)苯)双(三正丁基膦)合铂(II)(DMA-PE2)或其组合。
3.权利要求2的方法,其中所述一种或多种铂乙炔基络合物包括PPE、PE2或其组合。
4.权利要求1的方法,进一步包括能在所述非线性敏化剂与所述反应物之间传递能量的介体。
5.权利要求4的方法,其中所述介体包括乙酰苯、邻苯二甲酸二甲酯、二苯甲酮、9H-芴、联苯、菲、1-萘甲腈及其组合。
6.权利要求1的方法,其中所述反应物包括均二苯乙烯。
7.权利要求1的方法,其中所述反应物包括肉桂酸酯、肉桂酰胺或其组合。
8.权利要求6或7的方法,其中所述铂乙炔基络合物为反式-铂乙炔基络合物,其包括双(三丁基膦)双(4-乙炔基联苯)合铂(PPE)、双(三丁基膦)双(4-乙炔基-1-(2-苯基乙炔基)苯)合铂(PE2)、双(1-乙炔基-4-(4-正丁基苯基乙炔基)苯)双(三正丁基膦)合铂(II)(n-Bu-PE2)、双(1-乙炔基-4-(4-氟苯基乙炔基)苯)双(三正丁基膦)合铂(II)(F-PE2)、双(1-乙炔基-4-(4-甲氧基苯基乙炔基)苯)双(三正丁基膦)合铂(II)(MeO-PE2)、双(1-乙炔基-4-(4-甲基苯基乙炔基)苯)双(三正丁基膦)合铂(II)(Me-PE2)、双(1-乙炔基-4-(3,5-二甲氧基苯基乙炔基)苯)双(三正丁基膦)合铂(II)(3,5-diMeO-PE2)、双(1-乙炔基-4-(4-N,N-二甲基氨基苯基乙炔基)苯)双(三正丁基膦)合铂(II)(DMA-PE2)或其组合。
9.权利要求8的方法,其中所述一种或多种铂乙炔基络合物包括PPE、PE2或其组合。
10.权利要求6的方法,其中所述反应物包括反式-均二苯乙烯、反式-[间位-或对位]-甲氧基均二苯乙烯或其组合。
11.权利要求7的方法,其中所述反应物包括聚肉桂酸乙烯酯(PVCm)、聚4-氯肉桂酸乙烯酯(PVC1Cm)、聚4-甲氧基肉桂酸乙烯酯(PVMeOCm)、(2E,2’E)-((1S,2S)-环己烷-1,2-二基)双(3-苯基丙烯酸酯)、(2E,2’E)-((1S,2S)-环己烷-1,2-二基)双(4-氯苯基丙烯酸酯)、(2E,2’E)-((1S,2S)-环己烷-1,2-二基)双(4-甲氧基苯基丙烯酸酯)、(2E,2’E)-N,N’-((1S,2S)-环己烷-1,2-二基)双(3-苯基丙烯酰胺)、(2E,2’E)-N,N’-((1S,2S)-环己烷-1,2-二基)双(3-(4-氯苯基)丙烯酰胺)、(2E,2’E)-N,N’-((1S,2S)-环己烷-1,2-芳二基)双(3-(4-甲氧基苯基)丙烯酰胺)或其组合。
12.权利要求6或7的方法,其中所述介质能存储微全息数据。
13.权利要求6或7的方法,其中所述聚合物基体包含一种或多种聚(甲基丙烯酸烷基酯)、聚(丙烯酸烷基酯)、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯酯、聚(偏二氯乙烯)、聚(醋酸乙烯酯)或其组合。
14.权利要求6或7的方法,其中所述反应物和非线性敏化剂基本均匀地分散在聚合物基体中。发明背景xa0本公开涉及组合物和光学数据存储介质及使用所述光学数据存储介质的方法。xa0一般而言,反饱和吸收体(RSA)为在给定波长下具有特别低的线性吸收故而传输此波长下的几乎所有光的化合物。但当在这些给定波长下遭受高强度激光功率时,低水平线性吸收可能导致分子具有较高吸收截面故而在同一波长下变得高度吸收的状态;从而强烈地吸收后续光子。例如,当被波长为532nm的入射光化辐射撞击时,许多RSA将经历光致激发。由于此波长在可见光谱的绿色部分内,故这些RSA通常可被称为“绿色”RSA。xa0近来,某些RSA已在数据存储系统领域中得到应用。其中数据的读或写通过光照在例如盘上来实现的光学数据存储比在必须通过其他工具如读取磁性介质的磁感头或读取乙烯基介质(mediaxa0recordedxa0inxa0vinyl)的针来读取的介质中记录的数据具有优势。另外,与乙烯基介质中可存储的数据相比,光学方式可在更小的介质中存储更多数据。此外,由于读取数据不需要接触,故光学介质不像乙烯基介质那样易于因长时间反复使用而受损。xa0光学数据存储介质还比磁性存储介质提供多重好处。例如,与磁盘驱动器不同,光学数据存储介质最常提供为可移动介质,易于适合归档和备份数据、在未连接的系统间共享内容及分配预录内容。虽然可得到可移动磁性介质如磁带,但这类介质上存储的信息的寿命通常限于10-12年,所述介质通常相当昂贵,且数据存取慢。与此相反,光学数据存储介质可提供可移动可录和/或预录介质的灵活性、快速的数据存取及为个人计算机和娱乐系统价廉地制造足够负担得起的介质和驱动器。xa0虽然如此,但常规的光学数据存储介质确实具有局限性。首先,光学介质的存储密度受对记录比特的最小尺寸的物理限制条件的限制。光学存储的另一局限性在于数据常存储在一个或两个离散的层中,或在表面上或夹在介质内。以深度方式记录信息可提高存储能力;但这样做的方法即漂白和光反应需要大量的光功率来产生可读的标记。因此,使用这些常规3D记录方法的记录速率将慢。此外,这些方法中使用的介质通常对光能具有线性响应,因此在记录数据后可能需要一些机制来消除介质对光的敏感性以消除非预期擦除、数据丢失等。xa0全息存储为光学数据存储,其中数据以全息图表示,全息图为两束光在光敏介质中相交所产生的三维干涉图案的图像。更具体而言,参考光束与含数字编码数据的信号光束的叠加在介质体内形成3-D干涉图案,从而导致改变或调制光敏介质的折射率的化学反应。此调制将来自信号的强度和相位信息记录为全息图。该全息图可在后来通过将存储介质单独暴露于参考光束而重新得到,其中参考光束将与存储的全息数据相互作用生成与用来存储所述全息图像的初始信号光束成比例的再现信号光束。xa0全息存储的早期尝试依靠基于页的方法,即其中数字信息的比特以与一“片”其上记录全息图的必要线性介质上的逻辑零和一的二维阵列编码成体全息图。由于利用了介质的较大体积,故利用基于页的方法所需的记录和读出设备可能复杂且昂贵,且介质内的读或写对温度波动、振动以及写或读波长或强度的小变化将非常敏感。xa0由于这些缺点,故对全息数据存储更新近的研究已聚焦于按比特方式(bit-wise)方法,其中信息的各个比特(或几个比特)由局域化于介质内的微小体积以产生反射读出光的区域的全息图所代表。这样的局域体全息微反射器可在介质的整个体积中布置成多个数据层。在这样的布置中,层中数据的读出和记录不可避免地导致邻近层暴露于记录/读出辐射,因此,虽然线性材料已经证明可在单比特应用中为全息数xa0据存储效力,但拥有可支撑多个数据层而在写和读步骤过程中不影响其他数据层的介质将更有利。xa0能适应按比特方式的数据存储方法的材料是高度寻求的,因为用来读取和写到这类材料的设备目前已有市售或易于通过改变易于买到的读写设备而提供。此外,通过按比特方式的全息数据存储比使用基于页的方法存储的全息数据更耐受温度、波长、强度变化及振动。为在全息图特别是微全息图的记录中最有用,按比特方式的数据存储材料必须是非线性的且此外需要随记录光表现出至少约0.005到约0.05的折射率变化(Δn)。最后,材料中由记录光产生的折射率调制的幅度将限定给定系统配置的衍射效率,衍射效率与信噪比、误码率和可达到的数据密度相关联。xa0因此仍需要可对记录光强度表现出非线性(或“阈值”)响应并适于按比特方式的全息数据存储的光学数据存储介质。特别地,介质中存储的全息图在深度上受限将是有利的,以便可实现容量的增大。还需要这类数据存储介质以使周围介质的折射率不显著改变且各深度处看不到全息图效率的实质降低的方式写入。xa0发明概述xa0提供了一种组合物,所述组合物包含反应物和非线性敏化剂,所述反应物在三线态激发(T
n;n>1)时能发生变化,所述非线性敏化剂包含一种或多种能吸收约405nm的光化辐射而导致向所述反应物的上能级三线态(upperxa0triplet)-三线态能量传递的铂乙炔基络合物。xa0提供了一种光学数据存储介质。所述介质包含聚合物基体、反应物和非线性敏化剂,所述反应物在三线态激发(T
n;n>1)时能发生变化,所述非线性敏化剂包含一种或多种能吸收约405nm的光化辐射而导致向所述反应物的上能级三线态-三线态能量传递的铂乙炔基络合物。xa0还提供了光学数据存储的方法。所述方法包括提供包含敏化剂和反应物的光学数据存储介质。所述反应物在三线态激发时能发生变xa0化,所述非线性敏化剂包含一种或多种铂乙炔基络合物并能吸收光化辐射而导致向所述反应物的上能级三线态-三线态能量传递。xa0附图简述xa0结合附图阅读下面的详细描述,本发明的这些及其他特征、方面和优势将得到更好的理解。在整个附图中,相同的符号表示相同的部分,其中:xa0图1A为线性敏化剂对光化辐射的响应的图示;xa0图1B为阈值敏化剂对光化辐射的响应的图示;xa0图2为光学存储介质的横截面视图,示出了如果介质包含线性敏化剂的话光化辐射的影响区域及如果介质包含阈值敏化剂的话光化辐射的影响区域;xa0图3为示意性能级图,示出了呈现反饱和吸收的敏化剂的上能级三线态T
n激发态吸收和所致的能量传递;xa0图4示出了可用于本文中所述介质和方法中的某些铂-乙炔基络合物(PPE和PE2)的化学式;xa0图5为合成可用于本发明的介质和方法中的铂-乙炔基络合物(PE2)的流程图;xa0图6A为对可用于本发明的介质和方法中的铂-乙炔基络合物(PE2)进行的Z-扫描测量的图示;xa0图6B为对可用于本发明的介质和方法中的铂-乙炔基络合物(PPE)进行的Z-扫描测量的图示。xa0发明详述xa0除非另有指出,否则本文中用到的技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员通常所理解的相同的含义。本文中用到的术语“第一”、“第二”等不代表任何顺序、量或重要性,而是用来区分各要素。此外,术语“一个”和“一种”不代表量的限制,而是代表所提及项目中xa0的至少一者的存在,且术语“前面”、“后面”、“底部”和/或“顶部”仅出于描述的方便而使用,而不限于任何一个位置或空间取向,另有指出除外。如果公开了范围,则针对同一组分或性质的全部范围的端点都包括端点本身并能独立组合(如范围“至高约25%重量,或更具体而言,约5%重量到约20%重量”包括端点本身和范围“约5%重量到约25%重量”等的所有中间值)。关于量所使用的修饰语“约”包括所提及的值并具有上下文所指定的含义(例如包括伴随特定量的测定的误差度)。xa0本文中用到的“衍射效率”指在全息图位置处测得的由全息图反射的射束功率相对于入射探测射束功率的分数,而“量子效率”指吸收的光子导致产生折射率变化的化学变化的概率。“积分通量”指通过单位面积射束横截面的光束能量的量(以例如J/cm
2量度),而“强度”指光学辐射通量密度如单位时间内通过单位面积射束横截面的能量的量(以例如W/cm
2量度)。xa0本文中提供了一种组合物,所述组合物包含反应物和非线性敏化剂。更特别地,所述组合物包含在三线态激发(T
n;n>1)时能发生变化的反应物和包含一种或多种铂乙炔基络合物的非线性敏化剂。所述非线性敏化剂能吸收例如一个或多个光子形式的入射光化辐射并然后通过三线态-三线态能量传递将能量传递给反应物分子以诱导反应物分子重排为产物。本发明的光学数据存储介质中使用的非线性敏化剂能从寿命非常短(纳秒到数μ(微)秒)的上能级三线态(T
n,其中n>1)向反应物传递能量。xa0在一些实施方案中,本发明的非线性敏化剂可通常序贯地吸收两个光子。此外,一旦本文中描述的敏化剂向反应物传递了吸收的能量,其将返回其初始状态,并可多次重复此过程。敏化剂因此基本上不随时间而消耗,虽然其吸收能量和释放能量给一种或多种反应物的能力可能随时间降低。这与通常称为光敏材料的材料大不相同,光敏材料可吸收能量(通常是单个光子)但不将其传递给其他分子,而是转化为新的结构或与另一分子反应这样形成新的化合物。xa0在一个实施方案中,所述非线性敏化剂包含呈现反饱和吸收(RSA)的铂乙炔基络合物。更特别地,尽管已知许多RSA并已用于非线性应用中,但常规RSA通常呈现更适合于与“绿色”激光器即利用波长为约532nm的辐射的激光器一起使用的吸收谱和非线性光学响应。相比之下,本发明的铂乙炔基络合物适合于与“蓝色”激光器即利用波长为约405nm的辐射的激光器一起使用。xa0所述非线性敏化剂可取的是包含一种或多种铂乙炔基络合物,更特别是一种或多种能从上能级激发三线态(T
n)向邻近的反应物传递能量的铂乙炔基络合物。适用于光学数据存储介质中的铂乙炔基络合物包括其中铂参与π-电子体系的离域作用和/或具有通过系间窜越与单线态跃迁相联系的三线态能级的任何络合物。这类络合物的实例包括但不限于如下反式铂化合物:双(三丁基膦)双(4-乙炔基联苯)合铂(PPE)、双(三丁基膦)双(4-乙炔基-1-(2-苯基乙炔基)苯)合铂(PE2)、双(1-乙炔基-4-(4-正丁基苯基乙炔基)苯)双(三正丁基膦)合铂(II)(n-Bu-PE2)、双(1-乙炔基-4-(4-氟苯基乙炔基)苯)双(三正丁基膦)合铂(II)(F-PE2)、双(1-乙炔基-4-(4-甲氧基苯基乙炔基)苯)双(三正丁基膦)合铂(II)(4-MeO-PE2)、双(1-乙炔基-4-(4-甲基苯基乙炔基)苯)双(三正丁基膦)合铂(II)(Me-PE2)、双(1-乙炔基-4-(3,5-二甲氧基苯基乙炔基)苯)双(三正丁基膦)合铂(II)(3,5-diMeO-PE2)、双(1-乙炔基-4-(4-N,N-二甲基氨基苯基乙炔基)苯)双(三正丁基膦)合铂(II)(diMeamino-PE2)。在一些实施方案中,所述铂络合物可包含PE2或PPE中的一种或多种。xa0组合物中使用的非线性敏化剂的量可取决于其在入射光化辐射波长下的光学密度。敏化剂的溶解度可能也是一个因素。一般来说,敏化剂的用量可占组合物总重量的约0.002%重量到约5%重量。xa0本发明的组合物中使用的反应物能在三线态激发时发生变化。看图3,本发明的光学数据存储介质中使用的反应物的三线态能量(箭头307所示)低于敏化剂的T
2态能量(箭头308所示)但高于敏化剂的T
1态能量(箭头309所示)。所述反应物也能接收来自敏化剂的上能级三xa0线态(T
2或更高)的能量并发生变化而形成产物。xa0本文中用到的术语“变化”意在包括反应物的任何“间接”光化学反应,如光致二聚或异构化。光致二聚为双分子光化学过程,涉及电子激发的不饱和分子与结构相似和/或相同的物类的未激发分子进行加成(例如两种烯烃化合形成环丁烷环结构)。该反应中发生的共价结合产生新的部分,所述新的部分通常可归类为光化产物。当和术语如光致二聚或光化学反应或光反应一道使用词语“间接”时,其指反应物不通过吸收光子直接接收能量,而是从另一分子(如敏化剂或介体)接收能量,所述另一分子先吸收光子并然后传递部分该能量给反应物,反应物随后进行二聚。xa0适用于所述组合物的一些实施方案中的反应物的实例包括但不限于:(i)可进行二聚以致从反应物到产物所需的体积变化较小的那些,如不通过反应物的直接光激发而通过从被光激发的敏化剂到反应物的间接“非辐射能量传递”(在本案中,三线态-三线态能量传递)途径进行二聚过程的反应物;(ii)非线性敏化剂从两光子过程接收能量并传递该能量给一种反应物,该反应物随后与第二反应物缩合得到产物的那些;(iii)当在聚合物主链上衍生化时可提供非常大的折射率变化的那些,折射率变化对应于材料的有效容量,例如,如果>85%的反应物转化为产物则可获得至少约0.08的Δn
max;和(iv)当在聚合物主链上衍生化时能发生分子间和分子内缩合反应从而加速其消耗并因敏化光反应较高的量子效率而用低于10J/cm
2的入射积分通量提供所需折射率(Δn)变化、继而也可在例如引入了所述组合物的数据存储介质中提供更高衍射效率和更短记录时间的那些。xa0如本领域技术人员所知,全息数据存储的基本要求是能产生全息图内各条纹与周围材料相比约为0.005到0.05的折射率变化(dn)。但测定各条纹的折射率是不可能的。折射率(RI)测定可用旋涂样品与称为偏振光椭圆率测量仪的仪器的组合对体材料进行。因此,首先对这些应用中使用的反应性材料进行试验以确定材料能得到的净dn,做法xa0是测定未反应样品的RI、然后使超过85%的材料转化为反应了的形式并再次测定RI来以确定dn。全息数据存储中对于全息图而言的重要特征在于有足够量的光反射回(衍射到)检测器以呈现位信息。这可通过测定材料的衍射效率来确定。在实验上,使用较低数值孔径(NA)的透镜和写入较大的全息图来记录较高的衍射效率是很容易的。例如,基于耦合波理论的预测,对于给定幅度的折射率调制,DE大致与全息图深度的平方成比例。全息图深度大致与NA
2成反比,故总的关系式为DE~1/NA
4。因此,D.E.尤其是反应性材料的响应、所用透镜的NA及用来记录全息图的积分通量的函数。由于对于从事全息数据存储的实验家来说,这些参数常不同,故通常公认的是,将这些测定关联回近似的dn是比较材料/系统的优选方法。xa0三线态能态介于敏化剂的T
1态和T
2态之间的任何反应物均可使用,适宜反应物的选择可因此取决于所需敏化剂的选择。适宜的反应物包括但不限于均二苯乙烯。预期可用于本文中所公开的光学存储介质中的均二苯乙烯的具体实例包括但不限于反式均二苯乙烯;间位-(或)对位卤素(F、Cl、Br或I)取代的均二苯乙烯;间位-(或)对位反式-甲基均二苯乙烯;反式-[间位-(或)对位]氰基均二苯乙烯;反式-[间位-(或)对位]-甲氧基均二苯乙烯;[3,3’]或[4,4’]、或[2,4]或[3,4]二甲氧基、二氟、二溴、二氯、二碘取代的反式均二苯乙烯;反式-2,4,6-三甲基均二苯乙烯;反式-2,2’,4,4’,6,6’-六甲基均二苯乙烯或其组合。xa0甚至更具体而言,适宜的反应物包括(E)-1-甲氧基-4-苯乙烯基苯、(E)-1-氟-4-苯乙烯基苯、(E)-1-氯-4-苯乙烯基苯、(E)-1-溴-4-苯乙烯基苯、(E)-1-碘-4-苯乙烯基苯、(E)-1-甲氧基-3-苯乙烯基苯、(E)-1-氟-3-苯乙烯基苯、(E)-1-氯-3-苯乙烯基苯、(E)-1-溴-3-苯乙烯基苯、(E)-1-碘-3-苯乙烯基苯、(E)-1-氰基-4-苯乙烯基苯或其组合。xa0其他适宜的反应物包括(E)-1,2-双(4-甲氧基苯基)乙烯、(E)-1,2-双(4-氟苯基)乙烯、(E)-1,2-双(4-氯苯基)乙烯、(E)-1,2-双(4-溴苯基)乙烯、(E)-1,2-双(4-碘苯基)乙烯、(E)-1,2-双(3-甲氧基苯基)乙烯、(E)-1,2-双(3-xa0氟苯基)乙烯、(E)-1,2-双(3-氯苯基)乙烯、(E)-1,2-双(3-溴苯基)乙烯、(E)-1,2-双(3-碘苯基)乙烯或其组合。xa0再其他适宜的反应物包括(E)-1-甲氧基-2-(4-甲氧基苯乙烯基)苯、(E)-1-氟-2-(4-氟苯乙烯基)苯、(E)-1-氯-2-(4-氯苯乙烯基)苯、(E)-1-溴-2-(4-溴苯乙烯基)苯、(E)-1-碘-2-(4-碘苯乙烯基)苯、(E)-1-碘-2-(4-氰基苯乙烯基)苯、(E)-1-甲氧基-3-(4-甲氧基苯乙烯基)苯、(E)-1-氟-3-(4-氟苯乙烯基)苯、(E)-1-氯-3-(4-氯苯乙烯基)苯、(E)-1-溴-3-(4-溴苯乙烯基)苯、(E)-1-碘-3-(4-碘苯乙烯基)苯、(E)-1-碘-3-(4-氰基苯乙烯基)苯、(E)-1-甲氧基-2-(3-甲氧基苯乙烯基)苯、(E)-1-氟-2-(3-氟苯乙烯基)苯、(E)-1-氯-2-(3-氯苯乙烯基)苯、(E)-1-溴-2-(3-溴苯乙烯基)苯、(E)-1-碘-2-(3-碘苯乙烯基)苯、(E)-1-碘-2-(3-氰基苯乙烯基)苯或其组合。xa0在其他实施方案中,反应物可包含一种或多种肉桂酸酯材料、肉桂酰胺和肉桂酸酯衍生物,如代理机构案号为238407-1、名为“Opticalxa0Dataxa0Storagexa0Mediaxa0andxa0Methodsxa0ofxa0Usingxa0thexa0Same(光学数据存储介质及其使用方法)”、随同本申请同时提交并为了任何和所有目的通过引用结合到本文中(只要不与本文中的公开直接相矛盾)的美国专利申请序号12/550521中新近发现并公开的那些。在一些实施方案中,由于在405nm下的透明性(UV吸收可忽略),故可使用能发生[2+2]间接光致二聚和间接光聚合的肉桂酸酯材料以使肉桂酸酯的线性漂白(linearxa0bleaching)保持最小并仅促进从被激发的敏化剂的三线态-三线态能量传递。在一些实施方案中,肉桂酸酯材料可取的是包含聚肉桂酸乙烯酯(PVCm),其中聚乙烯基主链的肉桂酸酯含量占聚肉桂酸乙烯酯总重量的约54%重量到约75%重量。xa0聚肉桂酸乙烯酯和肉桂酰胺类似物的实例包括但不限于聚肉桂酸乙烯酯(PVCm)、聚4-氯肉桂酸乙烯酯(PVClCm)、聚4-甲氧基肉桂酸乙烯酯(PVMeOCm)、(2E,2’E)-((1S,2S)-环己烷-1,2-二基)双(3-苯基丙烯酸酯)、(2E,2’E)-((1S,2S)-环己烷-1,2-二基)双(4-氯苯基丙烯酸酯)、(2E,2’E)-((1S,2S)-环己烷-1,2-二基)双(4-甲氧基苯基丙烯酸酯)、xa0(2E,2’E)-N,N’-((1S,2S)-环己烷-1,2-二基)双(3-苯基丙烯酰胺)、(2E,2’E)-N,N’-((1S,2S)-环己烷-1,2-二基)双(3-(4-氯苯基)丙烯酰胺)、(2E,2’E)-N,N’-((1S,2S)-环己烷-1,2-芳二基(diaryl))双(3-(4-甲氧基苯基)丙烯酰胺)。其在下面示出:xa0
![]()
ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/>其中R=H或肉桂酸酯xa0X=H(聚肉桂酸乙烯酯(PVCm))xa0OMe(聚4-甲氧基肉桂酸乙烯酯(PVMeOCm)),或xa0Cl(聚4-氯肉桂酸乙烯酯(PVClCm))xa0
![]()
ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/>其中X=(对位)-H:(2E,2’E)-((1S,2S)-环己烷-1,2-二基)双(3-苯基丙烯酸酯)或xa0X=(对位)-Cl:(2E,2’E)-((1S,2S)-环己烷-1,2-二基)双(3-(4-氯苯基)xa0丙烯酸酯)或xa0X=(对位)-MeO:(2E,2’E)-((1S,2S)-环己烷-1,2-二基)双(3-(4-甲氧基苯基)丙烯酸酯)xa0
![]()
ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/>其中X=(对位)-H:(2E,2’E)-N,N’-((1S,2S)-环己烷-1,2-二基)双(3-苯基丙烯酰胺)或xa0X=(对位)-Cl:(2E,2’E)-N,N’-((1S,2S)-环己烷-1,2-二基)双(3-(4-氯苯基)丙烯酰胺)或X=(对位)-MeO:(2E,2’E)-N,N’-((1S,2S)-环己烷-1,2-二基)双(3-(4-甲氧基苯基)丙烯酰胺)。xa0反应物通常以较高浓度存在以促进更有效的三线态能量传递。例如,反应物可以占组合物总重量的约2%重量到约80%重量的量存在于组合物中。xa0任选所述组合物可还包含介体以辅助从敏化剂到反应物的上能级三线态能量传递。介体的三线态(T
1m)可取的是(a)低于敏化剂的三线态(T
n;n>1)但高于敏化剂的T
1和(b)高于反应物的三线态(T
1r),或理想地介于约50kcal/mol到90kcal/mol之间。xa0适宜的介体的实例包括但不限于乙酰苯(T
1≈78kcal/mol)、邻苯二甲酸二甲酯(T
1≈73kcal/mol)、丙酰苯(T
1≈72.8kcal/mol)、异丁酰苯(T
1≈71.9kcal/mol)、环丙基苯基酮(T
1≈71.7kcal/mol)、脱氧安息香(T
1≈71.7kcal/mol)、咔唑(T
1≈69.76kcal/mol)、二苯醚(T
1≈69.76kcal/mol)、二苯并噻吩(T
1≈69.5kcal/mol)、2-联苯甲酰基苯(T
1≈68.57kcal/mol)、二苯甲酮(T
1≈68kcal/mol)、聚乙烯基二苯甲酮(T
1≈68kcal/mol)、1,4-二乙酰基苯(T
1≈67.38kcal/mol)、9H-芴(T
1≈67kcal/mol)、三乙酰基苯(T
1≈65.7kcal/mol)、噻吨酮(T
1≈65.2kcal/mol)、联苯(T
1≈65kcal/mol)、菲(T
1≈62kcal/mol)、菲(T
1≈61.9kcal/mol)、黄酮(T
1≈61.9kcal/mol)、1-萘甲腈(T
1≈57.2kcal/mol)、聚(β-萘甲酰苯乙烯)(T
1≈55.7kcal/mol)、xa0芴酮(T
1≈55kcal/mol)及其组合。xa0使用的介体的量(如果有的话)不应高到引起自猝灭,即当介体的两个三线态彼此相遇时生成介体的单线态和基态。任何介体的优选量也可取决于具体的敏化剂。考虑到这些,介体的可用浓度可为组合物总重量的约1%重量到约20%重量。xa0本发明所提供的组合物可用于其中其性质可提供好处的任何应用中。这些应用的实例包括但不限于光学波导、梯度折射率透镜、光学数据存储介质和数字全息成像中。xa0光学波导用作集成光学电路中的部件并可以多种方式制造。一种方式是使用激光器来图案化光敏材料,从而产生一种折射率材料的“芯”,所述芯被用来引导光的不同折射率的“覆层”材料所包绕。通常,这些光敏材料是线性响应的;需要形成图案的激光器的波长和发生折射率变化的材料的吸收波长均处于远离将在波导内实际穿行的光的波长的波长下。这之所以必要是因为如果波导束与在芯中穿行的光相同或接近相同,则其将开始漂白覆层材料并加宽波导;从而使其降解而变得不可用。但使用这些材料时,所述介质将仅在图案化过程中光束的最高强度区域处变化,并与阈值效应一起可在芯和覆层区域间产生更鲜明的对比。此外,较低强度下相似波长的光可沿芯穿行而不降解覆层材料。因此可通过引入本文中所述的组合物使光学波导得到改进。xa0也可由本文中所述的组合物形成梯度折射率(GRIN)透镜。GRIN透镜为其材料折射率连续地随介质中的空间坐标而变的透镜。使用本发明的组合物时,可通过用在高功率下运行的激光器图案化将组合物转化为GRIN透镜。或者可用相似的方式将含组合物的空白透镜(blankxa0lens)变为GRIN透镜。优势在于所述透镜可在不同波长的低功率光束下使用而无漂白GRIN和破坏透镜的危险。xa0数字全息成像是产生不借助于特制眼镜即可视的3D图像(自立体显示)的一种方式。本发明的组合物可用于为例如有摩天大楼的城市的xa0政府和商业用途生产从各个角度均可视的交互式3D显示器。此外,具有阈值特征的所述组合物的使用可允许适当图案化而无在环境光下漂白的问题。xa0本文中还提供了一种光学数据存储介质,所述介质除包含非线性敏化剂、反应物和任选介体外还包含聚合物基体。所述光学数据存储介质可取的是对光化辐射表现出非线性响应,即对低于阈值的入射激光不发生实质性的折射率变化,而在阈值之上发生显著的折射率变化。有利的是,虽然仅用功率或强度超过阈值的光才可记录进这样的介质中,但记录的数据可用强度低于阈值的光反复且基本无破坏性地读取。本发明的光学数据存储介质中记录的微全息图的尺寸预期将比用来记录其的光束的尺寸要小。最后,所述介质包含能吸收约405nm的光化辐射的敏化剂以引起向所述反应物的上能级三线态-三线态能量传递,以便优化介质的存储容量,而介质仍与当前的常规存储格式如蓝光(Blu-ray)兼容。xa0所述光学数据存储介质包含分散在聚合物基体内的非线性敏化剂和反应物。所述非线性敏化剂能吸收例如一个或多个光子形式的入射光化辐射并然后将能量传递给反应物分子以诱导反应物分子重排为产物,继而引起介质的折射率调制。该调制将来自入射光化辐射的强度和相位信息记录为全息图。参考图1A、1B和2,使用非线性(或“阈值”)敏化剂相对于线性敏化剂的优势可得到进一步的理解。xa0更具体而言,图1A示出了线性光敏材料对入射光化辐射的响应,而图1B示出了阈值材料对入射光化辐射的响应。如图1A中所示,线性光敏材料将在记录光的任何功率密度(强度)下引起反应且对于材料所接收的相同辐射能(积分通量),所获得的折射率变化(Δn)的量将相同。相比之下,阈值材料将仅在和高于记录光的某一光强度下引起反应。xa0因此并如图2中所示,在包含线性光敏材料的光学数据存储介质200中,动态范围的消耗将在非寻址体积中发生,基本上光化辐射所xa0途径的每一处,如部分201所示。相比之下,如果光学数据存储介质200包含阈值材料,则非寻址体积中动态范围的消耗将减少或消除,消耗将基本仅在靶体积中即光化辐射的焦点202处发生。本发明的光学数据存储介质中阈值材料的使用因此将促进记录进掩埋在介质体中的按比特方式的数据层中而不破坏邻近的先前记录了数据的层或后续记录可利用的空闲空间。此外,由于紧聚焦激光束中的光强度在焦斑的深度上动态地改变且通常在束腰(最窄横截面)处处于最大值,故介质的阈值响应将自然地限制材料仅在束腰的紧邻范围内发生转化。这可导致各层内微全息图尺寸的减小,从而促进本发明介质的层数据存储容量的增大,以致也可增大介质的总数据存储容量。包含阈值材料的光学数据存储介质还将有利地在环境光中基本稳定,以致暴露于环境光不会导致介质的实质性劣化或损伤。xa0如上面所提到的,本发明的组合物和光学数据存储介质中使用的非线性敏化剂能自寿命非常短(纳秒到数μ(微)秒)的上能级三线态(T
n,其中n>1)向反应物传递能量。自T
n态传递能量的能力将提供本文中提供的光学数据存储介质以非线性、阈值性质。也就是说,T
n激发态吸收仅在敏化剂被高强度光如强度比环境光高至少两个数量级或更多的光所激发时才明显,而在当受到低能量辐射时可忽略不计。这使本发明的包含非线性敏化剂的光学数据存储介质可对低强度辐射如读出光或环境光保持基本透明并呈惰性,而仅响应焦点处或接近焦点处的高能量记录光而改变其性质(吸光度并因此折射率)。因此,本发明的光学数据存储介质具有按比特方式记录微全息图数据所希望有和/或所必要的阈值行为。xa0图3为示意性能级图,示出了呈现反饱和吸收的敏化剂的上能级三线态T
n激发态吸收和所致的能量传递。如能级图300中所示,箭头301示意当从单线基态S
0向第一激发态S
1跃迁时光子的基态吸收截面。箭头302所代表的系间窜越速率表示当敏化剂从单线激发态S
1变到相应的三线态T
1时发生的能量传递。箭头303指示三线激发态吸xa0收截面。一旦通过后续线性吸收达到上能级三线态T
n,则可能发生两个上能级激发态衰变过程。一个可能的衰变过程在图3中由箭头304示出,为通过内转换(IC)以非辐射驰豫到较低的T
1态。另一可能的衰变过程在图3中由箭头305示出,涉及能量从敏化剂的释放及此能量经由三线态-三线态能量传递向反应物的传递。反应物然后发生箭头306所示的变化而形成全息光栅并在那里记录数据。xa0光学数据存储介质中使用的非线性敏化剂的量可取决于其在用来记录全息图的光的波长下的光学密度。敏化剂的溶解度可能也是一个因素。一般来说,敏化剂的用量可占光学数据存储介质总重量的约0.002%重量到约5%重量。xa0在一些实施方案中,光学数据存储介质预期具有适于以高数据密度记录微全息图的折射率变化(Δn),例如至少约0.005或至少约0.05或甚至更高的折射率变化。由于本发明的光学数据存储介质可获得的折射率变化/衍射效率,所述介质可能能在与单张CD或单张DVD尺寸相当的盘上存储约1TB的信息。xa0此外,与常规反应物相比,使用本文中公开的反应物将提供双折射的显著减少。最后,所述光学记录介质将提供快速创造高清晰度微全息图的能力,同时,形成的热极少且向相邻位置的信号泄漏极少,向相邻位置的信号泄漏可能导致捕获到的全息图案的拖尾。xa0所述反应物通常以较高浓度存在以在聚合物基体内产生大的光学性质变化并促进更高效的三线态能量传递。例如,所述反应物可以占光学数据存储介质总重量的约2%重量到约80%重量的量存在于光学数据存储介质中。xa0当在聚合物主链上衍生化时,所述反应物可在光学数据存储介质中提供比常规反应物更高载量的可能性。也就是说,当在聚合物主链上衍生化时,常规反应物的载量可能限于不超过约30%重量,而这里描述的新型反应物可以高得多的载量加载到聚合物主链上,即甚至高至光学数据存储介质总重量的约90%重量。xa0所述反应物可共价连接到光学数据存储介质的聚合物基体或以其他方式与光学数据存储介质的聚合物基体联系起来。例如,可使用经肉桂酸酯官能化的聚合物作为所述聚合物基体,例如聚肉桂酸乙烯酯易于买到。在这种情况下,光学数据存储介质可包含较高载量的反应物,例如高至光学数据存储介质总重量的约90%重量。xa0如果使用,任何所需介体均可共价连接到聚合物基体或以其他方式与聚合物基体联系起来。以这种方式向聚合物基体中引入介体可允许使用更高浓度的介体,其继而可提高数据存储介质的记录效率。xa0所需的敏化剂和反应物及任选的介体可基本均匀地分散在聚合物基体中,或可以任何将促进光学数据存储介质内按比特方式的数据记录的方式分散。聚合物基体可包含线形、支化或交联的聚合物或共聚物。任何聚合物均可使用,只要敏化剂和反应物可基本均匀地分散在其中即可。此外,希望所用的任何聚合物不实质性地干扰上能级三线态能量传递过程。聚合物基体可可取地包含在记录和读取光学数据存储介质所涵盖的波长下光学透明或至少具有高透明性的聚合物。xa0适用于聚合物基体中的聚合物的具体实例包括但不限于聚(甲基丙烯酸烷基酯)如聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚乙烯醇、聚(丙烯酸烷基酯)、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯酯、聚(偏二氯乙烯)、聚(醋酸乙烯酯)等。xa0聚合物基体还可含增塑剂如邻苯二甲酸二丁酯、癸二酸二丁酯或己二酸二(2-乙基己酯)。增塑剂可通过促进分子运动提高记录效率。典型的增塑剂含量可为存储介质总重量的约1%重量到约20%重量,或约2%重量到约10%重量。xa0本文中所述的光学数据存储介质可呈自承载形式。或者,所述数据存储介质可被涂覆到负载材料如聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚碳酸酯、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚(萘二甲酸乙二醇酯)、聚苯乙烯或醋酸纤维素上。在其中可能希望使用负载材料的那些实施方案中,也可使用无机负载材料如玻璃、石英或硅。xa0在这样的实施方案中,负载材料的表面可经处理以改善光学数据存储介质与所述负载的粘附性。例如,负载材料的表面可在施加光学数据存储介质前通过电晕放电进行处理。或者,可向负载材料施加底涂层如卤化酚或部分水解的氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物以提高存储介质对其的粘附性。xa0一般来说,本文中所述的光学数据存储介质可通过共混所需的敏化剂、反应物、介体(如果需要的话)和聚合物基体来制备。其比例可在宽范围内变化,本领域技术人员可以容易地确定共混的最佳比例和方法。例如,敏化剂可以占光学数据存储介质总重量的约0.01%重量到约90%重量的浓度存在,反应物可以占光学数据存储介质总重量的约2%重量到约80%重量或甚至高至约90%重量的浓度存在。xa0实施例1:铂-乙炔基络合物的合成xa0起始原料:四氯铂酸钾、三正丁基膦、CuI、苯基乙炔、4-碘-(三甲基甲硅烷基乙炔基)苯、二氯双(三苯基膦)合钯(II)、二乙胺、4-乙炔基联苯、4-乙炔基-1-茴香醚均购自Aldrich并按收到的原样使用。xa0顺式-PtCl
2(PBu
3)
2(3)。向250mL的三颈圆底烧瓶中加入四氯铂酸钾(5.063g,12.197mmol)和水(60g,3.33mol)。向该水溶液中倒入将三正丁基膦(5.148g,25.44mmol)溶解在100mL二氯甲烷(134.1g,1.56mol)中所得到的溶液。形成两个相且5分钟后有机层因产物形成而显现出浅橙红色。混合物用顶置式搅拌器剧烈搅拌过夜。用分液漏斗收集浅橙红色有机层,水层再用二氯甲烷萃取。将合并的有机试样浓缩,得到8.061g(99%)呈浅黄色固体的产物,其为顺式异构体和反式异构体的混合物:
1Hxa0NMR(C
6D
6)δ:2.01(m,12H),1.72(m,12H),1.49(m,12H),1.02-0.91(m,18H).
13C{
1H}NMR(C
6D
6)26.03,24.37,20.67,13.76.
31P(CDCl
3)2.06-cis。xa0取决于反应时间和处理程序,可获得全顺式或顺式异构体和反式异构体的混合物并可用
31P和/或
195Ptxa0NMR光谱确定其比率。有报道xa0指出,从顺式到反式的热异构化在其熔点(144°C)之上发生。
6但在后续实验过程中发现,3或4与端炔的偶联反应由起始原料中的任何顺式异构体产生热动力学上更稳定的反式化合物。xa0图4示出了为评价之用而制备的两类铂化合物的基本结构。下面所列的这些特定分子中的每一个也具有用作标识符的简称。这些简称在结构下面给出并已在文献中通用。6c的命名方法针对的是一对苯基苯基乙炔基(PPE)基团,PE2是源于两个苯基乙炔基部分对。xa0除基本的PE2化合物外,还制备了一系列取代的PE2。图5中示出了总的3-步程序。为制得的在对位具有以下R基团的化合物:(氢(PE2)、氟(F-PE2)、正丁基(n-Bu-PE2)、甲氧基(MeO-PE2)、甲基(Me-PE2)和二甲基氨基(DMA-PE2))提供了实验。此外,图中未示出3,5-二甲氧基类似物。合成按如下进行。7和8间脱卤化氢和C-C键的形成易于以良好的收率得到二炔9。甲硅烷基的去保护后进行钯催化的反应,得到所需的铂化合物(6)。xa0双(1-乙炔基-4-(4-联苯乙炔基)苯)双(三正丁基膦)合铂(II)(PPE)(6c)。向三颈圆底烧瓶(100mL)中加入反式-二氯双(三正丁基膦)合铂(II)(1.761g,2.626mmol),然后加入CuI(0.005g,0.026mmol)、4-乙炔基联苯(1.001g,5.616mmol)和二乙胺(65mL,592mmol)。黄色溶液在N
2下搅拌过夜。蒸发除去溶剂,留下黄色固体。将该黄色固体再溶解在己烷/苯中并通过氧化铝过滤(己烷/苯(1∶1))。蒸发除去溶剂后得到亮黄色晶体(1.878g,75%)。
1Hxa0NMR(CDCl
3)δ:7.61(d,J=7.3Hz,4H),7.49(d,J=7.3Hz,4H),7.44(t,J=7.8Hz,4H),7.37(m,6H),2.19(m,12H),1.66(m,12H),1.49(m,12H),0.97(t,J=7.1Hz,18H)。xa0(4-苯基乙炔基)三甲基甲硅烷基乙炔基苯(9)。在500mL的Morton圆底烧瓶中加入4-碘-(三甲基甲硅烷基乙炔基)苯(8)(2.19g,7.29mmol),然后加入CuI(0.13g,0.67mmol)、二氯双(三苯基膦)合钯(II)(0.089g,0.13mmol)和100mL三乙胺。反应于N
2下搅拌,同时升温至回流。逐滴加入苯基乙炔7在三乙胺(10mL)中的溶液,溶液从半透明、xa0透明的黄色变为深绿色。3天后让反应混合物冷却至环境温度并向反应烧瓶中加入二氯甲烷和己烷的混合物。混合物通过Celite
TM过滤,然后用饱和NH
4Cl洗涤。用二氯甲烷萃取水层,合并有机层,用MgSO
4干燥并真空浓缩。粗产物用柱色谱(SiO
2/己烷)纯化,得到金黄色粉末。(1.915g,95%).
1Hxa0NMR(CDCl
3)δ:7.56(m,2H),7.48(m,4H),7.37(m,3H),0.28(s,9H)。xa0(4-苯基乙炔基)乙炔基苯。将(4-苯基乙炔基)三甲基甲硅烷基-乙炔基苯(0.999g,3.64mmol)溶解在甲醇(90mL)中,向其中加入10mLxa01N的NaOH水溶液并于室温下搅拌。
8xa045分钟后蒸发除去溶剂,加入10mLxa01N的HCl,然后用60mL二氯甲烷萃取混合物,用水(2x)洗涤并用MgSO
4干燥。真空除去溶剂,留下橙棕色固体。粗产物用快速色谱(SiO
2/己烷)纯化,得到白色固体(0.444g),收率为68%。
1Hxa0NMR(CDCl
3)δ:7.56(m,2H),7.50(m,4H),7.37(m,3H),3.20(s,1H)。xa0双(1-乙炔基-4-(苯基乙炔基)苯)双(三正丁基膦)合铂(II)(PE2)。向250mL的三颈圆底烧瓶中加入1-乙炔基-4-(苯基乙炔基)苯(1.39g,6.9mmol)和反式-二氯双(三正丁基膦)合铂(II)(2.31g,3.45mmol),然后加入CuI(25mg,0.13mmol)和二乙胺(75mL)。混合物在N
2和环境温度下搅拌过夜,然后过滤并浓缩,得到黄色固体。该固体在EtOAc中重结晶,得到0.61g(18%)作为黄色固体分离出的产物。
1Hxa0NMR(CDCl
3)δ:7.53(m,4H),7.40(m,10H),7.26(t,J=8.2Hz,4H),2.15(m,12H),1.64(m,12H),1.49(m,12H),0.95(t,J=7.3Hz,18H).
13C{
1H}NMR(CDCl
3):131.5,131.2,130.7,129.1,128.3,123.6,119.2,111.8,109.4,90.0,89.8,26.4,24.4(t,J=7.3Hz),24.0(t,J=17.2Hz)ppm。xa01-(三甲基甲硅烷基乙炔基)-4-(4-氟苯基乙炔基)苯。将4-碘苯基三甲基甲硅烷基乙炔(2.6g,8.7mmol)、4-氟苯基乙炔(1.07g,8.8mol)、CuI(18mg,0.09mmol)、双(三苯基膦)合二氯化钯(II)(0.18g,0.26mmol)、三乙胺(20mL)和THF(25mL)一起加入并在N
2和环境温度下搅拌20h。过滤反应混合物以移除固体,用THF(10mL)洗涤,并浓缩至干。粗产物在己烷中重结晶,得到2.22g(87%)产物。mpxa0144-146°C。
1Hxa0NMRxa0(CDCl
3)δ:7.54(m,2H),7.46(m,4H),7.07(mt,J=8.6Hz,2H),0.28(s,9H).
13C{
1H}NMR(CDCl
3):162.6(J=249.6Hz),133.5(J=8.1Hz),131.9,131.3,123.1,123.0,119.1(J=3.6Hz),115.7(J=22.0Hz),104.6,96.3,90.2,88.7,-0.1ppm。xa01-乙炔基-4-(4-氟苯基乙炔基)苯。将1-(三甲基甲硅烷基乙炔基)-4-(4-氟苯基乙炔基)苯(2.2g,7.5mmol)溶解在CH
2Cl
2(30mL)中,用MeOH(30mL)稀释,然后用粉状K
2CO
3(2.1g,15mmol)处理并于N
2和环境温度下搅拌20h。过滤反应混合物以移除固体,浓缩,再溶解在CH
2Cl
2中,用水(2x)、盐水洗涤,用MgSO
4干燥,过滤并浓缩至干,得到1.43g(87%)产物,该产物以原样用于下一反应中。
1Hxa0NMR(CDCl
3)δ:7.54(m,2H),7.49(m,4H);7.05(t,J=8.4Hz,2H);3.20(s,1H).xa0
13C{
1H}NMR(CDCl
3):162.6(J=250.3Hz),133.6(J=8.0Hz),132.1,131.4,123.6,122.0,119.1(J=3.6Hz),115.7(J=32.0Hz),90.3,88.6,83.3,79.0ppm。xa0双(1-乙炔基-4-(4-氟苯基乙炔基)苯)双(三正丁基膦)合铂(II)(F-PE2)。将1-乙炔基-4-(4-氟苯基乙炔基)苯(1.4g,6.35mmol)和反式-二氯双(三正丁基膦)合铂(II)(2.13g,3.18mmol)一起加入,然后加入CuI(25mg,0.13mmol)和二乙胺(70mL)。混合物于N
2和环境温度下搅拌45h,其间形成固体,然后过滤并浓缩得到固体。过滤除去固体,浓缩滤液,再溶解在CHCl
3中,用水(2x)、盐水洗涤,用MgSO
4干燥,过滤,浓缩,固体在EtOAc中重结晶。发现的最初固体也是产物。来自EtOAc的产物的总产量为1.30g(79%)。mpxa0149-151°C。
1Hxa0NMR(CDCl
3)δ:7.51(m,4H);7.39(m,4H);7.25(d,J=8.1Hz,4H);7.08(m,4H);2.1(m,12H);1.63(m,12H);1.48(m,12H),0.95(t,J=7.2Hz,18H).xa0
13C{
1H}NMR(CDCl
3):162.4(J=249Hz),133.6(J=8.0Hz),131.34,131.18,130.95,130.71,129.2,119.4(J=67Hz),115.7(J=22Hz),111.9,109.3,89.7,88.7,26.7,24.4(J=7.6Hz),23.96(J=17.6Hz),13.8ppm。xa01-(三甲基甲硅烷基乙炔基)-4-(4-正丁基苯基乙炔基)苯。将4-碘苯基三甲基甲硅烷基乙炔(5.0g,16.6mmol)、4-正丁基苯基乙炔(2.67g,xa016.0mol)、CuI(32mg,0.16mmol)、双(三苯基膦)合二氯化钯(II)(0.35g,0.48mmol)、三乙胺(50mL)和THF(50mL)一起加入并在N
2和环境温度下搅拌18h。过滤反应混合物以移除固体并浓缩至干,再溶解在CHCl
3中,用水(2x)、盐水洗涤,用MgSO
4干燥,过滤,浓缩,固体在己烷中重结晶,得到2.10g(40%)产物。粗产物也可通过用MeOH洗涤来纯化。这额外得到1.94g产物。总收率为79%。
1Hxa0NMR(CDCl
3)δ:7.46(m,6H),7.20(d,J=8.1Hz,2H);2.63(t,J=7.6Hz,2H);1.62(m,2H);1.38(m,2H);0.95(t,J=7.2Hz,3H);0.28(s,9H).
13C{
1H}NMR(CDCl
3):143.7,131.9,131.6,131.3,128.5,123.6,122.7,120.1,104.7,96.1,91.6,88.4,35.6,33.4,22.3,14.0,-0.1ppm。xa01-乙炔基-4-(4-正丁基苯基乙炔基)苯。将1-(三甲基甲硅烷基乙炔基)-4-(4-正丁基苯基乙炔基)苯(3.92g,11.86mmol)溶解在CH
2Cl
2(100mL)中,用MeOH(40mL)稀释,然后用粉状K
2CO
3(2.1g,15mmol)处理并于N
2和环境温度下搅拌19h。过滤反应混合物以移除固体,浓缩,再溶解在CHCl
3中,用水(2x)、盐水洗涤,用MgSO
4干燥,过滤并浓缩至干,得到棕色固体。该固体在硅胶上层析(用15∶1的己烷/EtOAc洗脱),得到若干富产物的部分。合并这些部分并用95∶5的己烷/EtOAc再次层析,得到0.25g(7%)呈蜡状固体的产物。
1Hxa0NMR(CDCl
3)δ:7.50(s,4H),7.47(d,J=8.2Hz,2H);7.21(d,J=8.2Hz,2H);3.20(s,1H);2.63(t,J=7.8Hz,2H);1.64(m,2H);1.41(m,2H);0.97(t,J=7.5xa0Hz,3H).
13C{
1H}NMR(CDCl
3):143.8,132.1,11.6,131.4,128.6,124.1,121.6,120.0,91.7,88.2,83.4,78.8,35.6,33.4,22.2,14.0ppm。xa0双(1-乙炔基-4-(4-正丁基苯基乙炔基)苯)双(三正丁基膦)合铂(II)(n-Bu-PE2)。将1-乙炔基-4-(4-正丁基苯基乙炔基)苯(0.24g,0.81mmol)和反式-二氯双(三正丁基膦)合铂(II)(0.27g,0.41mmol)一起加入,然后加入CuI(10mg)和二乙胺(20mL)。混合物于氮气和环境温度下搅拌70h。浓缩反应混合物并与甲醇共沸两次。将残余物溶解在2∶1的己烷/CH
2Cl
2中并用水洗涤3次。最后的洗涤水为中性pH。浓缩溶液,产物在EtOAc/MeOH中重结晶。除去溶剂,晶体用2∶1的MeOH/EtOAcxa0洗涤3次。干燥后得到164mg(35%)浅棕色产物。
1Hxa0NMR(CDCl
3)δ:7.44(d,4H);7.38(d,4H);7.24(d,4H);7.17(d,4H);2.64(3,4H);2.14(m,12H);1.62(m,16H);1.55-1.35(16H);0.96(m,24H)。xa01-(三甲基甲硅烷基乙炔基)-4-(对甲氧基苯基乙炔基)苯。向50ml圆底烧瓶中加上0.72g(0.0054摩尔)对甲氧基苯基乙炔、1.51g(0.005摩尔)4-碘苯基三甲基甲硅烷基乙炔、0.0102g(0.0053毫摩尔)CuI和0.102g(0.146毫摩尔)双(三苯基膦)合二氯化钯(II)在10mlxa0THF和10ml三乙胺中的混合物。该浅橙棕色混合物在氮气和室温下搅拌3天。然后过滤反应混合物,滤液在减压下浓缩。将残余物再溶解在10ml氯仿中,溶液用水洗涤两次(每次10ml),然后用无水MgSO
4干燥,过滤并浓缩。得到1.5g(收率98.7%)固体。
1HNMR:0.28ppm(s,9H);3.85ppm(s,3H);6.90ppm(d,2H);7.45ppm(s,4H);7.48ppm(d,2H)。xa01-乙炔基-4-(对甲氧基苯基乙炔基)苯。向100ml圆底烧瓶中加上1.5g(0.0049摩尔)1-(三甲基甲硅烷基乙炔基)-4-(对甲氧基苯基乙炔基)苯、1.36g(0.0098摩尔)碳酸钾、20ml甲醇和20ml二氯甲烷的混合物。该混合物在氮气和室温下搅拌过夜。过滤深棕色悬浮体,二氯甲烷溶液用水洗涤两次(每次20ml)。合并水层并用二氯甲烷萃取两次(每次10ml)。合并有机层,用无水MgSO
4干燥,过滤并浓缩。得到0.62g(收率54.9%)固体。
1HNMR表明所需的产物是其主要组分。该粗固体不经纯化直接用于下一步。xa0双(1-乙炔基-4-(对甲氧基苯基乙炔基)苯)双(三正丁基膦)合铂(II)(MeO-PE2)。向100ml烧瓶中装上0.62g(0.0027摩尔)1-乙炔基-4-(对甲氧基苯基乙炔基)苯、0.89g(0.00134摩尔)反式-二氯双(三正丁基膦)合铂(II)和0.012g(0.063毫摩尔)CuI在30ml二乙胺中的混合物。该混合物于室温下搅拌过夜。过滤反应混合物,固体用二氯甲烷洗涤。滤液经浓缩。得到红棕色油。粗产物通过硅胶柱色谱纯化。得到0.49g纯净组分。
1HNMR和MS均表明该组分实际是氯-(1-乙炔基-4-(对甲氧基苯基乙炔基)苯)双(三正丁基膦)合铂(II)。反应不进行到完全。xa01-(三甲基甲硅烷基乙炔基)-4-(4-甲基苯基乙炔基)苯。向50ml圆底烧瓶中加上0.64g(0.0054摩尔)4-甲基苯基乙炔、1.50g(0.005摩尔)4-碘苯基三甲基甲硅烷基乙炔、0.011g(0.0058毫摩尔)CuI和0.103g(0.146毫摩尔)双(三苯基膦)合二氯化钯(II)在10mlxa0THF和10ml三乙胺中的混合物。当固体开始形成时,该棕色溶液变为橘黄色悬浮体。混合物在氮气和室温下搅拌3天。过滤,滤液在减压下浓缩。将残余物再溶解在25ml氯仿中,溶液用水洗涤两次(每次15ml),然后用无水MgSO
4干燥,过滤并浓缩。得到1.43g(定量收率)固体。
1HNMR表明存在~10%的副产物。该固体产物不经进一步纯化直接用于下一步中。xa01-乙炔基-4-(4-甲基苯基乙炔基)苯。向100ml圆底烧瓶中加上1.43g(0.005摩尔)1-(三甲基甲硅烷基乙炔基)-4-(4-甲基苯基乙炔基)苯、1.37g(0.01摩尔)碳酸钾、20ml甲醇和20ml二氯甲烷的混合物。该混合物在氮气和室温下搅拌过夜。过滤深棕色悬浮体,滤液用水洗涤两次(每次20ml)。合并水层并用二氯甲烷萃取两次(每次10ml)。合并二氯甲烷层,用无水MgSO
4干燥,过滤并浓缩。得到0.7g(收率73.1%)棕黄色固体。
1HNMR:2.40ppm(2,3H);3.19ppm(s,1H);7.15-7.18ppm(d,2H);7.43-7.46ppm(d,2H);7.49(s,4H)。NMR表明存在一些副产物。其不经进一步纯化直接用于下一步。xa0双(1-乙炔基-4-(4-甲基苯基乙炔基)苯)双(三正丁基膦)合铂(II)(Me-PE2)。向100ml烧瓶中加入0.72g(0.0033摩尔)1-乙炔基-4-(4-甲基苯基乙炔基)苯、1.12g(0.0017摩尔)反式-二氯-双(三正丁基膦)铂酸盐(II)和0.014g(0.074毫摩尔)CuI在45ml二乙胺中的混合物。该泥样棕色悬浮体在室温下搅拌过夜。过滤反应混合物(深黄色悬浮体),固体用二氯甲烷洗涤。滤液经浓缩。得到1.0g胶状的红棕色残余物。该粗产物通过在乙酸乙酯(10ml)中重结晶而纯化。得到0.21g(收率12.3%)黄色晶体。1.9ppm(m,18H);1.4-1.6ppm(m,24H);2.0-2.2ppm(m,12H);2.40ppm(*s,6H);7.14-7.44ppm(芳族,16H);m.p.144-148C。xa01-(三甲基甲硅烷基乙炔基)-4-(3,5-二甲氧基苯基乙炔基)苯。向xa0100ml圆底烧瓶中加上1.31g(0.0081摩尔)3,5-二甲氧基苯基乙炔、2.25g(0.0075摩尔)4-碘苯基三甲基甲硅烷基乙炔、0.016g(0.0084毫摩尔)CuI和0.155g(0.22毫摩尔)双(三苯基膦)合二氯化钯(II)在15mlTHF和15ml三乙胺中的混合物。该浅棕色溶液在一分钟内变为悬浮体。~40min后,反应混合物变为橙色溶液,有一些白色沉淀。用TLC跟踪反应。混合物在氮气和室温下搅拌过夜。TLC表明仍存在起始原料。反应混合物在室温下继续搅拌过夜。未发生多少进一步的反应。然后在50°C下搅拌过夜。TLC表明仅存在痕量的起始原料。然后终止反应,过滤反应混合物,滤液在减压下浓缩。将残余物再溶解在15ml氯仿中,溶液用水洗涤两次(每次15ml),用无水MgSO
4干燥,过滤并浓缩。得到2.27g(收率90.4%)固体。
1HNMR:0.26ppm(s,9H);3.83ppm(s,6H);6.49ppm(s,1H);6.70ppm(s,2H);7.47ppm(s,4H)。xa01-乙炔基-4-(3,5-二甲氧基苯基乙炔基)苯。向100ml圆底烧瓶中加上2.27g(0.0068摩尔)1-(三甲基甲硅烷基乙炔基)-4-(3,5-二甲氧基苯基乙炔基)苯、1.88g(0.0136摩尔)碳酸钾、30ml甲醇和30ml二氯甲烷的混合物。该混合物在氮气和室温下搅拌过夜。通过氧化铝床过滤深棕色悬浮体以除去一些颜色,仍然深色的滤液用水洗涤两次(每次30ml)。合并水层并用二氯甲烷萃取两次(每次20ml)。合并二氯甲烷层,用无水MgSO
4干燥,过滤并浓缩。得到1.13g棕色油。该粗油通过制备LC纯化(使用1∶10的EtOAc∶己烷作为洗脱溶剂)。得到240mg(收率13.5%)黄色固体。
1HNMR:3.20ppm(s,1H);3.83ppm(s,6H);6.50ppm(t,1H);6.71ppm(d,2H);7.50ppm(s,4H)。xa0双(1-乙炔基-4-(3,5-二甲氧基苯基乙炔基)苯)双(三正丁基膦)合铂(II)(3,5-diMeO-PE2)。向25ml烧瓶中装上119.5mg(0.456毫摩尔)1-乙炔基-4-(3,5-二甲氧基苯基乙炔基)苯、0.152g(0.228毫摩尔)反式-二氯-双(三正丁基膦)铂酸盐(II)和0.003g(0.0157毫摩尔)CuI在7ml二乙胺中的混合物。该反应混合物在室温下搅拌并变为稍呈绿黄色的混浊混合物。反应在室温下继续过夜。NMR表明反应尚未完全。继续在xa0室温下搅拌24小时,NMR表明反应没有再进行。然后终止反应。过滤反应混合物并用二氯甲烷洗涤固体。滤液经浓缩。得到240mg棕色半固体。该粗产物通过制备LC纯化(使用1∶4的EtOAc∶己烷作为洗脱溶剂),得到61mg纯净的白色固体。
1HNMR:0.95ppm(t,18H);1.46-1.62ppm(m,24H);2.14ppm(m,12H);3.83ppm(s,12H);6.47ppm(t,2H);6.69ppm(d,4H);7.23ppm(d,4H);7.38ppm(d,4H)。xa01-(三甲基甲硅烷基乙炔基)-4-(4-N,N-二甲基氨基苯基乙炔基)苯。向100ml圆底烧瓶中加上1.17g(0.0081摩尔)4-N,N-二甲基氨基苯基乙炔、2.25g(0.0075摩尔)4-碘苯基-三甲基甲硅烷基乙炔、0.015g(0.075毫摩尔)CuI和0.155g(0.219毫摩尔)双(三苯基膦)合二氯化钯(II)在15mlxa0THF和15ml三乙胺中的混合物。该浅棕色悬浮体在室温下搅拌过夜。TLC表明存在起始原料。反应在室温下再继续24小时,未观察到进一步的反应。然后在50°C下搅拌过夜。TLC表明仅存在痕量的起始原料。终止反应并过滤反应混合物。滤液在减压下浓缩。将残余物再溶解在15ml氯仿中,溶液用水洗涤两次(每次15ml),然后用无水MgSO
4干燥,过滤并浓缩。得到2.26g(收率94.9%)固体。
1HNMR:0.28ppm(s,9H);3.02ppm(s,6H);6.69ppm(d,2H);7.41ppm(d,2H);7.44ppm(s,4H)。xa01-乙炔基-4-(4-N,N-二甲基氨基苯基乙炔基)苯。向100ml圆底烧瓶中加上2.26g(0.0071摩尔)1-(三甲基甲硅烷基乙炔基)-4-(4-N,N-二甲基氨基苯基乙炔基)苯、1.97g(0.0143摩尔)碳酸钾、30ml甲醇和30ml二氯甲烷的混合物。该混合物在氮气和室温下搅拌过夜。过滤深棕色悬浮体,滤液用水洗涤两次(每次30ml)。合并水层并用二氯甲烷萃取两次(每次20ml)。合并二氯甲烷层,用无水MgSO
4干燥,过滤并浓缩。得到1.0g棕黄色固体。该粗产物用制备LC纯化。收集到280mg经纯化的产物。其再通过在EtOAc/己烷中重结晶纯化,得到112mg(收率5.4%)纯净产物。
1HNMR:3.02ppm(s,6H);3.17ppm(s,1H);6.69ppm(d,2H);7.41ppm(d,2H);7.46ppm(s,4H)。xa0双(1-乙炔基-4-(4-N,N-二甲基氨基苯基乙炔基)苯)双(三正丁基膦)合铂(II)(DMA-PE2)。向25ml烧瓶中装上112mg(0.457毫摩尔)1-乙炔基-4-(4-N,N-二甲基氨基苯基乙炔基)苯、0.152g(0.227毫摩尔)反式-二氯-双(三正丁基膦)铂酸盐(II)、0.003g(0.0157毫摩尔)CuI在7ml二乙胺中的混合物。该黄色悬浮体在室温下搅拌过夜。过滤反应混合物并浓缩滤液。得到164mg深黄色半固体。该粗产物通过制备LC纯化。得到84mg(33.7%)纯净产物。
1HNMR:0.96ppm(t,18H);1.47ppm(m,24H);2.03ppm(m,12H);3.00ppm(s,12H);6.68ppm(d,4H);7.36ppm(d,8H);7.40ppm(d,4H)。xa0实施例2:线性光学测量xa0如上面所提到的,蓝色RSA染料要求在405nm处的的吸收最小。对按实施例1制得的铂-乙炔基络合物取得紫外-可见光谱,并通过将吸收换算成为波长的函数的消光系数而将吸收归一化。来自此实施例的数据汇总在表1中。xa0表1xa0
xa0xa0Pt-络合物 xa0xa0λmax/nmbxa0xa0εmax/M-1cm-1bxa0xa0xa0xa0ε405nm/M-1cm-1c
xa0xa0PE2 xa0xa0356 xa0xa087561 xa0xa0xa0xa051
xa0xa0PPE xa0xa0331 xa0xa075939 xa0xa0xa0xa0111
所有测量均在苯中进行。
bPPE的λ
max和ε
max在苯中测得,PE2的λ
max和ε
max在氯仿中测得。
c405nm处的消光系数用浓溶液(~10
-2-10
-3M)计算得出。xa0实施例3:非线性光学测量xa0采用非线性光学吸收实验来确定Pt-络合物的非线性。测量用在405nm波长下运行的5ns脉冲可调激光系统进行。Z-扫描是用来评估材料吸光度的非线性的一种常用非线性光学技术,并在文献中有记载(例如H.S.Nalwa和S.Miyata编辑的“Nonlinearxa0Opticsxa0ofxa0Organicxa0xa0Moleculesxa0andxa0Polymers(有机分子和聚合物的非线性光学)”,CRCxa0Pressxa01997)。简单地说,Z-扫描为其中样品通过聚焦激光束(导致样品上光强度发生变化)并测定样品透射率随位置的变化的技术。或者,可让样品经受可变功率的聚焦脉冲激光束并直接测定该激光波长下透射率随入射辐射光强度(光学通量)的变化。两种方法均得到了染料透射率与入射光强度的关系,此关系表明了其非线性光学响应。xa0然后分析这些关系以获得表征铂乙炔基络合物的行为的两个参数:阈值强度(I
th)-非线性响应“开启”的能通量,和“k值”-描述高-强度吸收截面和低-强度吸收截面间可获得的比率的增强因子。这些参数限定可利用染料性质的光功率的范围及反饱和吸收过程的效率如何。目标是最小化阈值而最大化k值。xa0染料浓度按获得约0.8-0.9的透射率来选择。使用二氯苯作为溶剂,在与铂乙炔基络合物混合后过滤溶液并置于1mm比色皿中以进行Z-扫描测量。xa0图6A-6B示出了PE2(6A)和PPE(6B)染料在不同的激光强度下的归一化透射率对脉冲能量数据的关系。这些数据自归一化透射率对Z-位置的关系获得。从这些图中可见,在低脉冲能量下,非常少的光束被吸收,大多数光透射过样品。但随着脉冲能量增大,越来越多的光被吸收,故透射光的量减少,表明了染料的非线性效应。不表现出RSA行为的化合物在较高脉冲能量下将不表现出透射光的减少。各图内的多条线代表对同一化合物的多个实验。表2汇总了自Z-扫描测量获得的数据。xa0表2xa0
![]()
ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/>如表2中所示,PE2和PPE表现出非线性性质和低k值。这意味着这些染料的吸收截面增强小。但阈值强度(高于其时高能级T
n三线态开始激发)表现出为~100MW/cm
2的合理能量,这是可接受的。xa0实施例3表明,所研究的铂-乙炔基络合物具有足够的非线性光学性质而可考虑作为μ-全息图记录介质的关键组分。xa0实施例4-6:微全息图记录xa0样品制备xa0按如下制备用来证实微全息图和记录写入微全息图后的反射率的薄膜样品:xa0实施例4:铂乙炔基/均二苯乙烯/PMMA。用二氯乙烷/二氯甲烷溶剂混合物(15g,2∶8xa0v/v)作为溶剂制备PMMA(0.870g)与反式-均二苯乙烯(80mg)和0.5%重量的PPE(反式-双(三丁基膦)双(4-乙炔基联苯)合铂)的溶液。用0.45μm的过滤器过滤该溶液,倒到玻璃板装置的玻璃框(直径5cm)上,在保持于约45°C的热板上干燥5小时并于约75°C下过夜。在热板上干燥后,从玻璃板上移下膜并于60°C真空干燥6小时。xa0实施例5:铂乙炔基/聚肉桂酸乙烯酯(PVCm)。将1g含68%重量肉桂酸酯的PVCm(MWxa0100,000)溶解在1∶1的二氯乙烷/二氯甲烷中。加入0.5%重量的PPE(反式-双(三丁基膦)双(4-乙炔基联苯)合铂)并通过搅拌器和在保持70°C的热板上加热使材料溶解。然后用0.450mm的针头过滤器过滤该溶液,将滤出溶液倒到玻璃板装置的玻璃框(直径5cm)中,在保持45°C的热板上干燥12小时并于75°C下过夜。在热板上干燥后,从玻璃板上移下膜并于70°C真空干燥6小时。xa0实施例6:铂乙炔基/聚肉桂酸乙烯酯(PVCm)。将1g含68%重量肉桂酸酯的PVCm(MWxa0100,000)溶解在1∶1的二氯乙烷/二氯甲烷中。加入1.5%重量的PE2(反式-双(三丁基膦)双(4-乙炔基-1-(2-苯基乙炔基)苯)合铂)并通过搅拌器和在保持70°C的热板上加热使材料溶解。然xa0后用0.450mm的针头过滤器过滤该溶液,将滤出溶液倒到玻璃板装置的玻璃框(直径5cm)中,在保持45°C的热板上干燥12小时并于75°C下过夜。在热板上干燥后,从玻璃板上移下膜并于70°C真空干燥6小时。xa0微全息图记录xa0使用在405nm波长下运行的可调光学参数振动器系统作为记录和读出微全息图的脉冲光源。用数值孔径(NA)为0.16的光学器件将该光聚焦在介质样品中,使记录空间的大致尺寸为1.6×1.6×17μm。用于微全息图记录的脉冲能量介于10s到100s纳焦之间,从而可在这类聚焦记录光束的焦斑处获得数百MW/cm
2到数GW/cm
2的光强度值。自微全息图反射的光的读出用相对于记录功率衰减了约100-1000x的相同光束进行。xa0光学数据存储介质中μ-全息图的记录通过聚焦在记录介质体中并在其中交叠的两个高强度对向传播脉冲记录光束产生由亮区和暗区(条纹)组成的强度条纹图案来实现。干涉图案的亮区如上所述发生变化,导致材料折射率的局部改变,而暗区保持原封不动,从而产生体全息图。本发明的阈值光学数据存储介质对高强度光敏感而对低强度辐射相当惰性。调节记录光束的功率使光束聚焦区附近的光强度高于记录阈值(高于其上将易于发生变化),而在远离光束焦斑的可记录区外保持低强度,从而消除非预期的介质变化(记录或擦除)。xa0在μ-全息图记录过程中,主要的记录光束用半波片(λ/2)和第一偏振分束器分裂成信号光束和参考光束。两个辅助光束以对向传播几何被导向样品并通过数值孔径(NA)高至0.4的相同非球面透镜聚焦以在光学数据存储介质体中交叠。两个光束的偏振经两个四分之一波片(λ/4)转化为圆偏振以确保光束干涉产生高对比度条纹图案。样品和信号光束透镜安装在闭环三轴定位平台上,清晰度为25nm。使用样品参考侧上的位置敏感探测器定位信号透镜以便于聚焦的信号和参考光束在介质中的最优化交叠和因此最优化记录。xa0使用可变衰减器和半波片/PBS组件来控制记录和/或读出过程中的功率水平。这使得可以测量作为记录功率和/或能量的函数的光学数据存储介质的μ-全息记录特征。此函数依存关系区分线性光学数据存储介质/记录与非线性阈值光学数据存储介质/记录,在线性光学数据存储介质/记录中,记录的全息图的强度在很大程度上由介质所接收的光能的总量限定而与光强度无关,而在非线性阈值光学数据存储介质/记录中,记录效率与光的强度高度相关。在线性介质中,小的曝光将导致低强度全息图,随着曝光度增大,全息图强度将逐渐提高。相比之下,在非线性阈值介质中,记录仅在当强度超过阈值时方才可能。xa0在读出过程中,信号光束被阻断,参考光束以与入射方向相反的方向被μ-全息图反射。反射的光束用四分之一波片和第二偏振分束器从入射光路耦合出去并以共焦几何收集在校准的光电二极管上以提供衍射效率的绝对度量。通过关联样品与读出光学,可获得微全息图衍射响应的3D轮廓和评价微全息图的尺寸。xa0实施例4的衍射效率预期为约0.03%到约0.26%,具体取决于记录积分通量。实施例5的衍射效率为0.43%;实施例6的衍射效率为0.031%。xa0虽然本文仅示意和描述了本发明的某些特征,但本领域技术人员可想到许多改变和变化。因此,应理解,随附的权利要求意欲涵盖落在本发明的真实精神范围内的所有这类改变和变化。xa0部件列表xa0200xa0xa0xa0xa0数据存储介质xa0201xa0xa0xa0xa0部分xa0202xa0xa0xa0xa0焦点xa0300xa0xa0xa0xa0能级图xa0301xa0xa0xa0xa0箭头指示基态吸收截面xa0302xa0xa0xa0xa0箭头指示能量传递xa0303xa0xa0xa0xa0箭头指示激发的三线态吸收截面xa0304xa0xa0xa0xa0箭头指示一个可能的衰变过程xa0305xa0xa0xa0xa0箭头指示另一可能的衰变过程xa0306xa0xa0xa0xa0箭头指示反应物变化xa0