- 文献综述（或调研报告）：
用于全息的聚合物分散液晶（H-PDLC）是一种新的光学材料，由一定比例的向列相液晶、高分子预聚物和微量的光引导剂经充分混合，在一定条件下使预聚物发生聚合固化反应，由微滴状的液晶分散在固态高分子聚合物基体中形成，[12]可用激光全息的方法在诱导预聚物聚合和液晶微滴相分离的同时形成条形的全息光栅结构。
据有关材料报道［1］[4]，美国国家航空和宇宙航行局（NASA）军事机构及意大利LOA(英文名称是Applied Optics Laboratory）等实验室以及美国的Digilens公司都在研制基于H-PDLC材料的高效电控衍射光栅、可调谐光衰减器和专用集成滤波器、专用集成镜头、专业集成开关等光学器件。这些新型的光学器件在遥感、光纤光开关[2]、无损探伤、反射显示等方面有着广阔的应用前景和巨大的潜在生产力。[3]
近年来，国内外均在制备H-PDLC方面探索出了一些可靠的方法。常见的制备 PDLC 的方法有相分离法和微胶囊封装法。使用较多的是相分离法。相分离法又包含热致诱导相分离法(TIPS)、溶剂挥发引发相分离法(SIPS)和聚合引发相分离法(PIPS)。其中，聚合引发相分离法具有聚合速度快、聚合过程容易控制、易工业化生产等优点，是最常用的制备PDLC的方法，也是PDLC 技术的未来发展趋势。其中紫外光聚合相分离法可以独立地通过改变光照强度和聚合温度等来控制聚合物反应程度和液晶形貌，是聚合引发相分离法中未来发展的关键技术。其中又有干涉法和衍射法两种，干涉法能够在没有扩散的情况下聚合的情况，而衍射法可以在没有聚合的情况下分析扩散。[15]为了获得整体性能优异的PDLC，需对聚合物和混合液晶的组分及聚合条件进行更加系统和完善的研究。[5]
在传统的制作方法基础上，还有一些基于H-PDLC基础结构的改进型设计和应用。一种简称为POLICRYPS可切换全息光栅的应用，由聚合物切片制成，与常规排列的NLC薄膜交替；这种结构被称为聚合物液晶聚合物切片。可以减小散射造成的损耗，并且切换电场并不太高。[6]还有改进聚合物网络的机械稳定性的设计，是使用两种单体，分别用于形成聚合物壁和聚合物网络，可以在提高机械稳定性的同时最大限度地保证衍射性能。[7]。
在光栅再现时，当光波入射到体全息光栅的峰值面上时，一部分光被透射衍射，而另一部分光被反射衍射。而只有满足布拉格条件的光才可以被衍射加强，形成干涉条纹。[9]任何违反布拉格条件的角度或者波长改变都会造成衍射效率的明显下降。这就导致了体全息光栅的角度和波长选择性。[14]利用体全息光栅的这个波长选择性质可以制作在波分复用系统中的均衡增益器 [11][13]，也可以用来对不同波长的波进行合束[9]。还可以用于形成具有复杂频谱的超短脉冲光。[10]
在光开关的应用方面，必须要使衍射能量集中到衍射级的非零级上（一般是正一级）。因为一般情况下我们把衍射效率定义为在布拉格条件下，衍射光一级的强度与照明光总强度的比值。[9]面全息光栅所能达到的衍射效率最高只有40%，不仅实际实验中很难做到，并且入射光偏折角度很小，不能满足要求；但是采用高频全息光路制备的聚合物分散液晶全息光栅的衍射效率在理论上是可以达到100%的。体全息不同于面全息的一点是考虑到了记录介质的厚度。由于干涉条纹厚度的增大，一条光线将从大量周期间隔的条纹平面连续散射，如果这些连续的散射波发生同相位的相互干涉，则总的衍射强度就可以达到100%。[8]
而制作100%衍射效率的H-PDLC光栅需要出现极限情况，即产生等体积的液晶微滴条纹和聚合物条纹的完全相分离，同时还要满足折射率调制幅度、膜厚与空间频率之间的匹配关系。实验中，只能依靠改善PDLC的配方，控制合适的激光夹角和PDLC膜层厚度，以及一些外界条件，如温度、湿度、曝光时间、全息光路的调节等因素探索和改善PDLC光栅的衍射特性。[3]
在衍射性能的研究方面，为了提高光栅的衍射效率，可以从改变H-PDLC配方、曝光时间、空间频率和膜层厚度以及电压这些影响光栅衍射效率的主要因素着手。但是目前存在的问题是，由于衍射效率与这些因素之间的变化关系是非线性的，所以很难找到最佳配置。除此之外激光功率、固化聚合温度、空气湿度、制作样品过程中的厚度控制误差以及在全息光路调节中的光强比、光程差、夹角的误差等外部因素也会对光栅的衍射效率造成影响。[3]
