一种非晶形组合物及全息聚合物分散非晶形组合物光栅的制作方法

本发明属于光波导，具体涉及一种非晶形组合物及全息聚合物分散非晶形组合物光栅。

背景技术：

1、全息聚合物分散液晶技术（holographic polymer dispersed liquid crystal，hpdlc），是一种将激光全息技术和聚合物分散液晶技术相结合的新型光学应用。全息聚合物分散液晶技术通常包括液晶混合物和聚合物，即将液晶混合物与高分子聚合物在特定波长光干涉区域曝光后，液晶分子与高分子聚合物发生相分离，形成了“富液晶区”和 “富聚合物区”规律分布的，即折射率规律分布的光栅区。

2、然而，由于液晶分子沿着分子长轴方向上保持类似于相互平行的排列，随着干涉曝光的进行，液晶混合物与高分子聚合物完成相分离后，分子在形成的高折射微滴中更加有序的平行排列。因此，基于液晶组合物制备的光栅只能对单一s光或者单一的p光具有较高的衍射效率，不会同时对s光和p光有较高的衍射效率。同时，由于液晶化合物的有序排列的特殊性，液晶组合物与聚合物的互溶性一般较差，在制备预聚物的阶段，很难混合均匀，并且液晶组合物容易发生局部结晶而析出，从而影响光栅的折射率调制度。

技术实现思路

1、针对现有技术中的不足，发明人在光波导技术领域进行了广泛深入的研究，惊奇地发现，噻吩和嘧啶结构的引入，可以制备一种折射率高、极性大和溶解性好的非晶形组合物，基于上述非晶形组合物制备的全息聚合物分散非晶形组合物光栅具有较高的折射率调制度和光透过率，且由于化合物分子自身的侧向吸引力，使得非晶形化合物呈现层状排列，经干涉曝光后光栅对s光和p光均能有较高的衍射效率，从而克服了本领域技术人员的技术偏见，取得了意想不到的技术效果。

2、本发明第一方面的一个目的在于提供一种非晶形组合物，解决现有技术中制备光栅的组合物为液晶材料导致光栅的折射率调制度较低的技术问题。

3、本发明第一方面的另一目的是提高非晶形组合物的溶解性。

4、本发明第二方面的目的是提供一种全息聚合物分散非晶形组合物光栅，包括上述非晶形化合物。

5、根据本发明第一方面的目的，本发明提供一种非晶形组合物，用于代替光栅制备所需的液晶材料，所述非晶形组合物包括：

6、化合物i中的至少一种，由通式（1）表示；和

7、化合物ii中的至少一种，由通式（2）表示；

8、

9、其中，x1表示碳原子数为3-12的烷基或碳原子数为3-12的烷氧基；

10、y1表示-f、-ocf3、-cn和-ncs中任意一种；

11、x2，y2各自独立地表示碳原子数为3-9的烷基、碳原子数为3-9的烷氧基、-f、-ocf3、-cn和-ncs中任意一种；

12、m1，m2，n1和n2各自独立地表示0、1或2；

13、a1、b1、a2、b2各自独立地表示下述结构式中任意一种：

14、和；

15、a2、b2还可以表示下述结构式中任意一种：

16、或。

17、可选地，所述化合物i的质量分数为范围在50%-80%中任一值；

18、所述化合物ii的质量分数为范围在20%-50%中任一值。

19、可选地，所述化合物i为以下任意一种化合物：

20、，，

21、，，

22、，，

23、，，

24、，，

25、，。

26、可选地，所述化合物ii为以下任意一种化合物：

27、，，

28、，，

29、，，

30、，，

31、。

32、根据本发明第二方面的目的，本发明还提供一种全息聚合物分散非晶形组合物光栅，包括：

33、光聚合单体；

34、光敏剂；

35、光引发剂；以及

36、上述任一所述的非晶形组合物。

37、可选地，以质量份数计，全息聚合物分散非晶形组合物光栅包括：

38、所述光聚合单体：50-80份；

39、所述光引发剂：0.1-10份；

40、所述光敏剂：0.1-2份；

41、所述非晶形组合物：20-50份。

42、本发明的非晶形组合物中的化合物i具有噻吩结构、化合物ii具有嘧啶结构，噻吩结构以及嘧啶结构的引入，使得非晶形组合物具有较大的折射率，并且由于噻吩结构和嘧啶结构自身具有较大的极性，从而增大了非晶形组合物的溶解性，进而增大了基于非晶形组合物制备的光栅的折射率调制度。

43、进一步地，通过在化合物i和化合物ii中引入烷基、烷氧基等烷基链，以及-f、-ocf3、-cn和-ncs等极性基团，能够增大非晶形组合物的极性，从而增大非晶形组合物的溶解性。

44、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。

技术特征：

1.一种非晶形组合物，其特征在于，用于代替光栅制备所需的液晶材料，所述非晶形组合物包括：

2.根据权利要求1所述的非晶形组合物，其特征在于，所述化合物i为以下任意一种化合物：

3.根据权利要求2所述的非晶形组合物，其特征在于，所述化合物ii为以下任意一种化合物：

4.一种全息聚合物分散非晶形组合物光栅，其特征在于，包括：

5.根据权利要求4所述的全息聚合物分散非晶形组合物光栅，其特征在于，以质量份数计，包括：

技术总结
本发明提供了一种非晶形组合物及全息聚合物分散非晶形组合物光栅，涉及光波导技术领域。非晶形组合物包括化合物I中的至少一种，由通式（1）表示，和化合物II中的至少一种，由通式（2）表示。本发明提供的非晶形化合物具有折射率高、极性大和溶解性好的特点，并且由于噻吩结构和嘧啶结构的引入，化合物I和化合物II中的分子具有侧向的吸引力，使得非晶形组合物呈现层状排列。并且，基于非晶形组合物制备的全息聚合物分散非晶形组合物光栅在经过干涉曝光之后发生相分离，可以有更好的透过率，经干涉曝光后光栅对S光和P光均能有较高的衍射效率。

技术研发人员：李琳,花慧,邓景月
受保护的技术使用者：苏州基亿科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/9