一、有机光致变色材料的主要原理
有机光致变色材料的变色原理是受光照射影响而产生化学反应，使结构发生改变造成吸收光谱出现显著的变化，当光照射情况消失时，又会回到原来的状态。通常有机光致变色材料的变色原理包括五种形式，分别为：双键的顺反异构化、化学键裂解与重建、质子转移互变异构、给体与受体的电荷发生转移、氧化还原反应。目前常见的有机光致变色材料有六种，分别为：螺环体系、吡喃类、偶氮类、二芳基乙烯、菌紫质以及俘精酸酐类。在此主要对菌紫质和俘精酸酐进行了研究。对于菌紫质来说，其属于天然有机光致变色材料，其变色原理为：当光照射时，生色团会产生顺反异构化而引发光化学中间体。因为菌紫质具有良好的吸收能力，所以能够良好用在全息存储当中。同时具有较强的热稳定性、抗疲劳性与灵敏性，所以能够良好用在光信息处理当中。对于俘精酸酐来说，其变色原理为：价键异构而导致的分子内开闭环反应。
二、全息光存储的主要特性
因为全息存储技术具有很多的优势，主要包括：存储密度大、数据能够并行传输、寻址速度快、冗余度高等等，所以被人们高度关注，并广泛应用。而有机光致变色材料是全息光存储的关键，所以必须重视有机光致变色材料的选取。但是目前对有机光致变色材料在全息光存储中的应用研究非常少，而且不系统、不全面，所以必须对有机光致变色材料在全息存储中的应用展开全面的研究，从而深入了解其在全息光存储中的应用情况。于是就选取两种有机光致变色材料进行研究，即菌紫质和俘精酸酐。
（一）感光灵敏度
感光灵敏度能够体现光存储的速率，如果光反应速率较大，就表明感光灵敏度较高。经过研究发现菌紫质的感光灵敏度显著高于俘精酸酐，说明菌紫质的灵敏度比俘精酸酐强。
（二）抗疲劳特性
抗疲劳特性是衡量性能的重要指标。经过研究发现菌紫质的抗疲劳性能要比俘精酸酐强很多。
（三）热不可逆特性
热不可逆特性属于存储材料的重要性能。只有材料具备良好的热不可逆性，才能保证存储信息不发生丢失，从而发挥光存储的作用。对于菌紫质来说，其热不可逆性很短，通过改性后有了一些提升效果；对于俘精酸酐来说，其热不可逆性较强。由此可知，菌紫质能够作为短时间的存储介质，俘精酸酐能够作为长时间的存储介质。
（四）空间分辨率
空间分辨率能够反应材料的分辨效果。经过研究发现菌紫质的空间分辨率大于俘精酸酐的空间分辨率，主要是因为菌紫质的薄膜制备工艺强，所以薄膜均匀。俘精酸酐的薄膜制备工艺差，所以薄膜具有颗粒物，从而影响空间分辨率。
（五）感光光谱范围
因为菌紫质和俘精酸酐的感光光谱范围在可见光波段，所以非常适合用作光存储的介质。经过研究发现，菌紫质的感光灵敏度和抗疲劳性很强，不过热不可逆性较差，所以能够用在可擦重写光存储当中，用为数据传输的介质；俘精酸酐的热不可逆性较强，不过感光灵敏度与抗疲劳性较差，所以能够用在可擦重写光存储当中，用为数据永久存储介质。
三、有机光致变色材料在全息光存储中的应用
虽然菌紫质和俘精酸酐的属性非常好，能够良好用在全息存储当中，但是相关研究很少。为全面了解菌紫质和俘精酸酐在全息存储中的应用情况，就进行了深入的研究。
（一）提高衍射像质量
全息存储具有两个过程，即记录与再现，如果任一环节发生异常，均会导致再现像失真，例如物光路透镜质量低、光学元件调节不佳、记录介质存在问题等均会导致物光波发生前相位畸变情况，从而引发全息记录不准确。如果运用相位共扼光，就能够有效避免相位畸变情况发生，进而提高衍射像质量。同时在共轭再现光路中能够运用物光与参考光记录透射式的全息、物光与共轭光记录反射式全息，能够得到较大的信噪比，所以利用共轭光再现与反射式全息都可以显著提升衍射像的信噪比和保真度。
（二）提高全息光存储的存储密度
根据光路的不同，全息光存储可分成很多种，主要包括：菲涅耳全息、夫琅和费全息、相面全息、傅里叶变换全息、准傅里叶变换全息等等。在此主要对夫琅和费全息、傅里叶变换全息展开了研究。光路为633nm、功率为4.2mw、记录与读出为非偏振光He-Ne激光器、擦除光源为405nm与18mw的半导体激光器。测量了夫琅和费全息存储光路的系统分辨率，结果发现物象可分辨的条纹宽度为8.411um，如果将菌紫质作为记录介质，其衍射像可分辨的条纹宽度为16.8um，而俘精酸酐的分辨率以及存储密度均比菌紫质低。
（三）提高衍射的效率
有机光致变色材料在全息存储中，因为材料具有饱和吸收性，所以会随时间上涨导致衍射效率变低，如果加入一些辅助紫光就能增强衍射效率。
四、有机光致变色材料在光信息处理中的应用
光信息处理主要有两种情况，一个是模拟信号处理，一个是数字信号处理。其中，数字信号处理的发展速度较快，应用范围较广。通常有机光致变色材料在光激发下具有两种特性，分别为：光致变色特性与光致各向异性特性，当吸收与折射率产生改变时，就会影响光信息处理的效果。
（一）光致变色特性在光信息处理中的应用
因为有机光致变色材料具有特殊的特性，所以能够良好用在光信息处理当中，其应用原理为：因为光致变色带有两种不同吸收波长，当两种波长一起作用时，其中一个光的透光强度会受另外一个光的入射强度控制，这样就起到了控光效果。经过实验发现，菌紫质受绿光与紫光影响，会产生互补抑制效果，所以菌紫质两束光会对态与态平衡分布数具有影响，进而可利用一个光的入射光强度来控制另一个光的透过光强度，最终达到控光效果。
（二）光致各向异性特性在光信息处理中的应用
在偏振光激发下光致各向异性特性能够记录光的偏振方向。而且记录与未记录的分子的偏振取向不同，这样就能良好用于光信息处理当中，使得图像能够衬度反转、图像能够相加减，能够良好处理图像。
五、总结
通过上述内容可知，有机光致变色材料具体光致变色特性和光致各向异性特性，所以能够良好用于全息存储与光信息处理当中。经过对菌紫质以及俘精酸酐的研究能够发现，菌紫质的全息衍射效率具有光强依赖性，俘精酸酐的全息衍射效率具有曝光量依赖性，由此可以用在全息存储与光信息处理当中。
参考文献
[1] 王英利，姚保利，陈懿，樊美公，郑媛，门克内木乐，雷铭，陈国夫，韩勇，闫起强，孟宪娟. 吲哚俘精酰胺的偏振全息图像光存储实验研究. 物理学报.2004，53（1）66-69.
[2] 王英利，姚保利，郑媛，门克内木乐，雷铭，陈国夫，陈懿，樊美公，闫起强，韩勇，孟宪娟. 光致变色俘精酸酐用于可擦写全息图像存储的研究. 中国激光. 2004，31（4）:457-460.
[3] 王英利，姚保利，雷铭，门克内木乐，郑媛，韩勇，王聪敏，陈懿，樊美公. 吡咯俘精酸酐的图像光存储特性. 光学学报. 2003，23（5）：616-618.
[4] 王英利，姚保利，郑媛，雷铭，Norbert Hampp. 菌紫质D96N样品的光暗适应型及其转化机制，生物物力学报，2002，18（1）：109-112.
[5] 陈德亮，王英利，姚保利，胡坤生. 细菌视紫红质光循环中间体M412的动力学初探. 生物化学与生物物理进展，2002，29（3）：487-490.
