当今社会步入信息化时代,海量信息保存迫在眉睫,急需发展高密度、低能耗和长寿命的存储技术。全息存储以光子为载体,记录振幅和相位信息,可以再现物体的真三维全彩色图像,而利用全息复用技术可实现多维存储,以满足高密度信息存储需求。光学存储介质是全息存储器重要组成部件,设计、制备高灵敏度光学介质是实现复用全息存储的关键。纳米尺寸Ag与Ti O₂复合后,具有多色光致变色特性,如何有效调控Ag纳米粒子的形貌和尺寸、增强复合体系对光波长和光偏振的敏感性、提高全息复用存储效率,进而在单一介质上实现高密度光存储和彩色全息再现是本领域研究的前沿课题和重大挑战。针对这一难题,本文采用激光辅助电子给体、双频激光协同的方法,对Ti O₂多孔膜中形成的Ag纳米粒子局域表面等离激元共振吸收光谱进行调控,并相应开展全息存储和读取研究。研究工作具体如下:1.窄带等离激元光谱调控及应用。在Ag/Ti O₂纳米复合膜中利用“浸泡-化学吸附法”,引入单宁酸小分子,形成空间分散的成核位点,利用其电子施主作用,在可见光照射下提高了电子的释放效率。利用可见光波段的激光激发单宁酸,在Ti O₂多孔膜中还原获得了高浓度、尺寸均一的Ag纳米粒子,形成了窄带等离激元共振吸收光谱。此外,进行了蓝紫激光还原和单宁酸热还原方法下的样品吸收光谱表征。采用洛伦兹模型,对不同方法制备的Ag/Ti O₂纳米复合薄膜的吸收光谱进行拟合,获得了光谱特征参数,同时结合不同样品的Ag纳米粒子形貌特征,得出了表征光谱窄化的重要参量。分析不同方法制备样品的s-s偏振组态下的蓝光（473 nm）写入全息动力学曲线,得出光谱窄化是提高单色全息存储效率和速度的关键。进而,在窄带吸收光谱的Ag/Ti O₂样品中,实现了正交圆偏振干涉模式下的全息复用存储。基于全息衍射过程中的圆偏振态与再现位置的高度关联特性,以偏振作为色度分割通道,实现了复用全息图的真彩色信息重构。2.表面离子修饰及等离激元光谱优化。在第一部分研究工作的基础上,采用氯化钾溶液对Ag/Ti O₂纳米复合薄膜进行表面修饰,优化了Ag局域表面等离激元共振吸收谱带。与第一部分研究工作获得的Ag/Ti O₂光致变色性质进行对比,发现氯化钾修饰的Ag/Ti O₂由于氯离子的存在加速了光致变色的速率。研究不同氯化钾浓度,不同氯化钾溶液浸泡时间对薄膜光致变色的影响,对获得的所有光谱烧孔进行速率拟合,并对拟合结果进行相应的分析。在蓝色激光（473 nm）辐照下,对比不同功率s-s组态下的全息动力学曲线,比较分析全息存储的响应速度和衍射效率。同时在氯化钾修饰的Ag/Ti O₂上,获得蓝光线偏振组态（s-s）旋转复用动力学曲线及多重全息图存储,并实现全息图的重构。3.双色激光辐照协同还原获得偏振敏感光谱烧孔。在紫外和可见激光的共同辐照下,在多酸分子吸附的Ti O₂多孔膜中还原出各向异性的Ag纳米粒子。其中紫外光起主导的还原作用,可见光为辅助光溶解作用,在硅钨酸掠夺电子效应的影响下,光溶解作用更加明显,由于激光本身具有偏振性,形成定向溶解,从而实现了各向异性纳米粒子的生长。研究了不同波长激光（473 nm的蓝光和671 nm的红光）照射下的光致变色性质,得出在长波段的红光照射下,薄膜具有高的偏振敏感性,在正交线偏振模式下获得较高的全息衍射效率。以红光作为写入光,采用不同偏振组态（s-p和s-s）进行红光单模式全息和偏振复用全息记录,获得最佳复用记录模式和记录时间,以线偏振光作为色度分割通道,实现了色度可调的全息重构。