菌紫質(zhì)光誘導折射率變化及在全息存儲中的應用研究.pdf

1、細菌視紫紅質(zhì)(菌紫質(zhì),BR)是一種對光具有奇異光敏特性的生物分子材料,隨著對其結構和特性的深入研究,人們已經(jīng)能夠利用現(xiàn)代基因工程和生化手段來優(yōu)化菌紫質(zhì)的物理和化學性質(zhì),使其展現(xiàn)出良好的應用前景.其中光信息存儲是菌紫質(zhì)的一個重要應用領域.基于其光致變色效應,我們可以將它作為一種可擦寫的光學記錄材料來研究.我們利用基因改性菌紫質(zhì)BR-D96N樣品的B態(tài)和M態(tài)之間光致變色反應,進行了全息記錄方面的應用研究.細菌視紫紅質(zhì)的光致變色反應導致光致折

2、射率的變化,對其在不同波長下光致吸收變化與光致折射率變化量的研究對于全息記錄應用是非常必要的.本論文對BR-D96N樣品在不同波長下光致吸收變化與光致折射率變化特性進行了研究,并在此基礎上進行了角度復用全息記錄的初步實驗.此外,還測量了野生菌紫質(zhì)樣品的非線性折射率.主要工作如下:(1)光致折射率變化的理論研究.從介質(zhì)電極化率實部和虛部之間的Kramers-Kronig關系出發(fā),推導了介質(zhì)折射率變化與吸收變化之間的理論關系.通過實驗測量菌

3、紫質(zhì)薄膜樣品吸收變化光譜,理論計算得到了菌紫質(zhì)薄膜樣品的光致折射率變化光譜曲線.(2)光致折射率變化的實驗測量.采用邁克爾遜干涉方法,測量了BR-D96N菌紫質(zhì)薄膜樣品在幾種激光波長(405nm,488nm,514nm,633nm,650nm)下的光致折射率變化量,并與理論計算曲線進行了比較,二者基本符合.(3)非線性折射率測量.采用z掃描實驗方法,對野生型菌紫質(zhì)薄膜樣品在650nm處的非線性折射率進行了測量,發(fā)現(xiàn)菌紫質(zhì)在紅光區(qū)呈現(xiàn)自散