本發明涉及全息光柵，尤其涉及一種高折射率調制度的全息光柵及其制備方法。
背景技術：
1、提高全息材料中高折射率組分和低折射率組分之間的折射率差是制備高衍射效率全息光柵的最有效途徑；僅考慮折射度，可供選擇的化合物種類很多，但全息材料配制及光柵制備還需要考慮各組分之間的相溶性、便于涂布、環境穩定性、透明性等因素，導致可選擇的種類大大減少，折射率調制度難以提升。
2、目前增強現實（ar）領域中，衍射光波導的應用范圍非常廣。衍射光波導分為全息光波導及表面浮雕光波導，表面浮雕光波導的優勢是折射率調制度比較大，缺點是反向漏光嚴重，體全息光波導的優勢是幾乎無反向漏光，缺點是折射率調制度較小。
3、因此，現有技術還有待于改進和發展。
技術實現思路
1、鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種高折射率調制度的全息光柵及其制備方法，旨在解決現有方法制得的全息光柵的反向漏光嚴重的問題。
2、本發明的技術方案如下：
3、一種高折射率調制度的全息光柵的制備方法，包括步驟：
4、將丙烯酸酯類單體、惰性體、溶劑、引發劑、協引發劑和表面活性劑進行混合，得到前驅材料；
5、利用所述前驅材料在光柵基底上進行涂布形成涂層，制成具有全息材料層的全息干板；
6、對所述全息干板進行干涉曝光，得到半成品光柵；
7、對所述半成品光柵進行漂白處理后，經萃取液進行浸泡處理，得到帶有凹槽的光柵前體；
8、利用含氟聚合物類摻雜劑填充所述凹槽，得到全息光柵。
9、所述的高折射率調制度的全息光柵的制備方法，其中，所述前驅材料按質量份數計，包括：丙烯酸酯類單體30-60份、惰性體30-60份、溶劑5-20份、引發劑0.1-5份、協引發劑0.2-5份、表面活性劑1-10份。
10、所述的高折射率調制度的全息光柵的制備方法，其中，所述丙烯酸酯類單體選自9,9-二(丙烯酸甲酯基)基芴、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸對氯苯酯、甲基丙烯酸對氯苯酯、丙烯酸對溴苯酯、甲基丙烯酸對溴苯酯、丙烯酸2,4,6-三氯苯酯、甲基丙烯酸2,4,6-三氯苯酯、丙烯酸2,4,6-三溴苯酯、甲基丙烯酸2,4,6-三溴苯酯、丙烯酸五氯苯酯、甲基丙烯酸五氯苯酯、丙烯酸五溴苯酯、甲基丙烯酸五溴苯酯、丙烯酸五溴芐酯、甲基丙烯酸五溴芐酯、丙烯酸苯氧基乙酯、甲基丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸苯氧基乙氧基乙酯、甲基丙烯酸苯氧基乙氧基乙酯、丙烯酸苯硫基乙酯、甲基丙烯酸苯硫基乙酯、丙烯酸2-萘基酯、甲基丙烯酸2-萘基酯、丙烯酸1,4-雙(2-硫萘基)-2-丁基酯、甲基丙烯酸1,4-雙(2-硫萘基)-2-丁基酯、丙烷-2,2-二基雙[(2,6-二溴-4,1-亞苯基)氧基(2-{[3,3,3-三(4-氯苯基)丙酰基]氧基}丙烷-3,1-二基)氧乙烷-2,1-二基]二丙烯酸酯、雙酚a二丙烯酸酯、雙酚a二甲基丙烯酸酯、四溴雙酚a二丙烯酸酯、丙烯酸n-咔唑酯中的至少一種。
11、所述的高折射率調制度的全息光柵的制備方法，其中，所述惰性體選自氰基聯苯類、氰基三聯苯類、炔類液晶、含氟液晶、酯類液晶中的至少一種；
12、優選地，所述惰性體選自液晶e7、液晶tl205、液晶teb30a、液晶e44、液晶e63、液晶bl036、液晶mda-00-3506、液晶mda-00-3964中的至少一種。
13、所述的高折射率調制度的全息光柵的制備方法，其中，所述溶劑選自甲苯、環已酮、氯仿、n-甲基吡咯烷酮、丙酮、丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一種；所述表面活性劑選自辛酸、甲基丙烯酸十二氟庚酯中的至少一種。
14、所述的高折射率調制度的全息光柵的制備方法，其中，所述引發劑選自曙紅y、irgacure?784、新亞甲基藍、硫堇、堿性紅2、堿性黃、氯化頻哪氰醇、羅丹明6g、倍花青、乙基紫、維多利亞藍r、天青石藍、喹哪啶紅、亮綠、堿性橙g、達羅紅、派洛寧y、孟加拉玫瑰紅、米氏酮、氨基香豆素、吡喃碘鎓、二碘熒光素、花青素、亞甲基藍、2,5-雙{[4-(二乙基氨基)-2-甲基苯基]亞甲基}環戊酮、天青a、結晶紫、孔雀綠中的至少一種；所述協引發劑選自乙二胺、三乙醇胺、n-甲基二乙醇胺、n-丁基二乙醇胺、n-苯基甘氨酸、2-(4-氯苯基)-4,5-二苯基咪唑、4-二甲基-氨基苯甲酸乙酯中的至少一種。
15、所述的高折射率調制度的全息光柵的制備方法，其中，所述涂層的厚度為80μm-110μm；所述全息材料層的厚度為15μm-30μm。
16、所述的高折射率調制度的全息光柵的制備方法，其中，所述干涉曝光的光強比為1:(1-10)，所述干涉曝光的曝光強度為1mw/cm2-10mw/cm2，所述干涉曝光的曝光時間為1.5s-30s。
17、所述的高折射率調制度的全息光柵的制備方法，其中，所述含氟聚合物類摻雜劑為含氟丙烯酸單體聚合得到的含氟丙烯酸酯聚合物或不含氟單體與含氟丙烯酸單體共聚得到的聚合物；
18、所述含氟丙烯酸單體選自甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸六氟異丙酯、甲基丙烯酸八氟戊酯、丙烯酸八氟戊酯、丙烯酸1h,1h,2h,2h-十七氟癸酯、甲基丙烯酸2,2,3,3,3-五氟丙酯、甲基丙烯酸1h,1h,3h-四氟丙酯中的至少一種；
19、所述不含氟單體選自甲基丙烯酸甲酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸月桂酯中的至少一種。
20、一種高折射率調制度的全息光柵，利用所述高折射率調制度的全息光柵的制備方法制得。
21、有益效果：本發明提供一種高折射率調制度的全息光柵及其制備方法，制備方法包括步驟：將丙烯酸酯類單體、惰性體、溶劑、引發劑、協引發劑和表面活性劑進行混合，得到前驅材料；利用所述前驅材料在光柵基底上進行涂布形成涂層，制成具有全息材料層的全息干板；對所述全息干板進行干涉曝光，得到半成品光柵；對所述半成品光柵進行漂白處理后，經萃取液進行浸泡處理，得到帶有凹槽的光柵前體；利用含氟聚合物類摻雜劑填充所述凹槽，得到全息光柵。本發明通過干涉曝光、漂白處理和浸泡處理后，對應曝光亮區的是具有高折射率的聚合物，而曝光暗區的惰性體被去除，留下空氣，在光柵表面形成一道道凹槽，其形貌高低起伏，因此使用低折射率物質作為摻雜劑填充凹槽，最終形成亮區為高折射率物質，暗區為低折射率物質的光柵結構；由于采用兩步加工法，分別完成亮區結構和暗區結構成型，不需要考慮兩區材料的相溶性，亮區物質得以盡可能選擇高折射率物質，暗區物質也可以盡可能選擇低折射率物質，從而制得具有高折射率調制度的全息光柵。
1.一種高折射率調制度的全息光柵的制備方法，其特征在于，包括步驟：
2.根據權利要求1所述的高折射率調制度的全息光柵的制備方法，其特征在于，所述前驅材料按質量份數計，包括：丙烯酸酯類單體30-60份、惰性體30-60份、溶劑5-20份、引發劑0.1-5份、協引發劑0.2-5份、表面活性劑1-10份。
3.根據權利要求1所述的高折射率調制度的全息光柵的制備方法，其特征在于，所述丙烯酸酯類單體選自9,9-二(丙烯酸甲酯基)基芴、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸對氯苯酯、甲基丙烯酸對氯苯酯、丙烯酸對溴苯酯、甲基丙烯酸對溴苯酯、丙烯酸2,4,6-三氯苯酯、甲基丙烯酸2,4,6-三氯苯酯、丙烯酸2,4,6-三溴苯酯、甲基丙烯酸2,4,6-三溴苯酯、丙烯酸五氯苯酯、甲基丙烯酸五氯苯酯、丙烯酸五溴苯酯、甲基丙烯酸五溴苯酯、丙烯酸五溴芐酯、甲基丙烯酸五溴芐酯、丙烯酸苯氧基乙酯、甲基丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸苯氧基乙氧基乙酯、甲基丙烯酸苯氧基乙氧基乙酯、丙烯酸苯硫基乙酯、甲基丙烯酸苯硫基乙酯、丙烯酸2-萘基酯、甲基丙烯酸2-萘基酯、丙烯酸1,4-雙(2-硫萘基)-2-丁基酯、甲基丙烯酸1,4-雙(2-硫萘基)-2-丁基酯、丙烷-2,2-二基雙[(2,6-二溴-4,1-亞苯基)氧基(2-{[3,3,3-三(4-氯苯基)丙酰基]氧基}丙烷-3,1-二基)氧乙烷-2,1-二基]二丙烯酸酯、雙酚a二丙烯酸酯、雙酚a二甲基丙烯酸酯、四溴雙酚a二丙烯酸酯、丙烯酸n-咔唑酯中的至少一種。
4.根據權利要求1所述的高折射率調制度的全息光柵的制備方法，其特征在于，所述惰性體選自氰基聯苯類、氰基三聯苯類、炔類液晶、含氟液晶、酯類液晶中的至少一種；
5.根據權利要求1所述的高折射率調制度的全息光柵的制備方法，其特征在于，所述溶劑選自甲苯、環已酮、氯仿、n-甲基吡咯烷酮、丙酮、丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一種；所述表面活性劑選自辛酸、甲基丙烯酸十二氟庚酯中的至少一種。
6.根據權利要求1所述的高折射率調制度的全息光柵的制備方法，其特征在于，所述引發劑選自曙紅y、irgacure?784、新亞甲基藍、硫堇、堿性紅2、堿性黃、氯化頻哪氰醇、羅丹明6g、倍花青、乙基紫、維多利亞藍r、天青石藍、喹哪啶紅、亮綠、堿性橙g、達羅紅、派洛寧y、孟加拉玫瑰紅、米氏酮、氨基香豆素、吡喃碘鎓、二碘熒光素、花青素、亞甲基藍、2,5-雙{[4-(二乙基氨基)-2-甲基苯基]亞甲基}環戊酮、天青a、結晶紫、孔雀綠中的至少一種；所述協引發劑選自乙二胺、三乙醇胺、n-甲基二乙醇胺、n-丁基二乙醇胺、n-苯基甘氨酸、2-(4-氯苯基)-4,5-二苯基咪唑、4-二甲基-氨基苯甲酸乙酯中的至少一種。
7.根據權利要求1所述的高折射率調制度的全息光柵的制備方法，其特征在于，所述涂層的厚度為80μm-110μm；所述全息材料層的厚度為15μm-30μm。
8.根據權利要求1所述的高折射率調制度的全息光柵的制備方法，其特征在于，所述干涉曝光的光強比為1:(1-10)，所述干涉曝光的曝光強度為1mw/cm2-10mw/cm2，所述干涉曝光的曝光時間為1.5s-30s。
9.根據權利要求1所述的高折射率調制度的全息光柵的制備方法，其特征在于，所述含氟聚合物類摻雜劑為含氟丙烯酸單體聚合得到的含氟丙烯酸酯聚合物或不含氟單體與含氟丙烯酸單體共聚得到的聚合物；
10.一種高折射率調制度的全息光柵，其特征在于，利用如權利要求1-9任一項所述的高折射率調制度的全息光柵的制備方法制得。