衍射波片是一种既能衍射光束,又能对光束的偏振状态进行调制的新型光学器件,非常适合于多功能衍射光学器件和全光器件的制备,具有巨大的应用潜能和广阔的应用前景。这种器件本质上是一种偏振全息光栅,可以通过偏振全息记录的方法制备。虽然与偏振全息光栅相关的研究已有很多,但用于衍射波片特性研究的并不多,因此本文选取一种侧链型偶氮聚合物液晶材料作为光敏记录材料,研究了其光致双折射特性,结果表明其具有很好的光照响应速度、较大的光致双折射恒定值以及泵浦光关闭后双折射恒定值可长期留存等特性,适合作为偏振光栅记录介质,随后以这种材料为记录介质制备了两种类型的衍射波片,并重点用自由空间偏振测量仪研究了衍射波片对光束的实时偏振转换特性。第一章,首先介绍了信息存储的发展历史,重点介绍了不同种类的光存储的概念和发展历史;然后介绍了偏振全息光存储的概念和研究进展,重点介绍了常用的偏振全息存储材料的存储机理和特点;随后引出了基于偏振全息光栅的衍射波片的概念,详细介绍了衍射波片的研究进展、重要性和应用前景;最后概述了本文的主要提纲。第二章,我们先论述了含偶氮功能团的有机物的光致各向异性机理,随后给出了光致双折射值测量的理论依据,并给出了常用装置图;然后介绍了偏振全息光栅的概念,重点介绍了双光束记录偏振全息光栅的实验原理和测量方法。第三章,研究了侧链型偶氮聚合物液晶材料的光致双折射特性,实验结果发现这种侧链型偶氮聚合物液晶材料样品薄膜具有很好的光照响应灵敏度、较大的双折射恒定值以及获得的双折射恒定值能长期稳定保持等特性,其双折射恒定值随着泵浦光强度的增加而增加。这种材料的稳定双折射值还与环境温度有关,常温下随温度升高而升高,直至升到一个临界温度后达到峰值,超过临界温度后随着温度升高而降低。第四章,首先采用侧链型偶氮聚合物液晶材料作为记录介质,分别用两束正交线偏振光和两束正交圆偏振光在记录介质中刻写了纯相位控制的偏振光栅;然后测量了偏振光栅的衍射效率,重点用自由空间偏振测量仪实时测量了偏振光栅的偏振转换,研究发现这两种记录方法得到的偏振光栅都是衍射波片,符合衍射波片的既能分离和衍射光束又能对光束的偏振状态进行调制的定义;最后对衍射波片的偏振转换特性进行了汇总,并讨论了衍射波片的几种可能应用领域。第五章,对论文的主要内容进行了总结,对后续研究工作进行了展望。