製作完成的 PQ/PMMA 固體塊材，首先須進行光學特性測量，確定其光學品質可 用於體積全像實驗；吸收光譜可決定 PQ/PMMA 的工作波長，平整度測量可決定材料的 光學品質，解析度測量可知材料是否適合記錄全像，收縮度測量可確定材料曝光後的收 縮量。
2.2.1 吸收光譜
我們使用 Shimadzu®的 UV-3600 光譜儀測量 2mm 厚的樣品曝光前後之吸收度，
實驗結果如圖 2-4 所示；紅色實線為曝光前的樣品吸收光譜，綠色虛線為曝光後的樣品 吸收光譜，可發現未曝光的 PQ/PMMA 在小於 550 nm 的波段吸收很強，曝光後的樣品 在 400 nm – 550 nm 為透明；沒有摻雜任何染料的 PMMA 則是黑色點線，為背景吸收；
為了記錄相位全像，我們希望曝光後的材料對於工作波長為透明，故 PQ/PMMA 的工作 波長在 400 nm 至 550 nm 之間；因此 405nm，488 nm，514 nm 與 532 nm 之雷射光皆適 合用於體積全像實驗。
300 400 500 600 700
0 1 2 3 4
Unexposed Exposed
PMMA w/o dopants
Absorban ce
Wavelength (nm)
圖 2-4 2mm 厚的 PQ/PMMA 吸收光譜圖；550 nm 之前皆有吸收。
2.2.2 平整度與解析度測量
材料的平整度是重要的光學特性參數，在全像資訊的應用上會希望其平整度小於
/2，才不會使相位改變過大；若平整度不佳，繞射光點甚至產生形變，不容易重建出 原始影像；在第一章所提到的應用中，就屬資訊儲存之光碟片的尺寸最大，因此我們將 PQ/PMMA 製作成 2mm 厚，直徑 5 吋之消費產品規格碟片，進行測試。
實驗架構如圖 2-5(a)所示，為 Mach-Zender 干涉儀，使用光源為 632 nm 之氦氖雷 射。將製作好的碟片放置於其中一道光路上，透過碟片的光與另一道光在第二個 BS 後 干涉，干涉圖樣成像至 CCD 上，其實驗結果如圖 2-5(b)所示，干涉圖樣中只有一條干 涉條紋，代表整塊碟片的平整度小於/2，其品質可用於全像實驗。
BS sample
BS
CCD
(a) (b)
圖 2-5 (a)用於測量平整度之 Mach-Zender 干涉儀實驗架構圖；(b)實驗結果。
接著我們利用波長為 514 nm 雷射記錄 USAF 的解析度測試圖之全像影像；解析度 測試圖如圖 2-6(a)所示，實驗架構如圖 2-6(b)所示，樣品放置於接近成像透鏡的富氏平 面上，開啟 S1 與 S2 記錄後，關閉 S2，以參考光讀取之，繞射光經過成像透鏡成像至 CCD 上，結果如圖 2-6(c)所示，將中央較高解析度的圖樣局部放大後，發現第六群的第 三號線條依然清晰，也就是我們能夠記錄條紋間距為 10μm 的影像，我們的全像記錄系 統之光學解析度為 6.27 μm，兩者相當接近，因此 PQ/PMMA 之解析度至少為 100 lp/mm。
比較輸入影像與繞射影像，兩者幾乎相同，散射也很小，這對於資訊儲存或多頻道繞射 元件都相當重要。在體積全像儲存中，此特性可降低因散射導致的誤碼，保持多頻道繞 射元件的繞射訊號強度[58]。
Image sensor PQ/PMMA
Argon BeamArgon Beam@514 nm@514 nm
2θ
& Host Computer
SH1 BS SF/BE
SH2
ST/M1 L2 L1
L3
L4 Polymer Cube
Control Signal From Computer Control Signal
From Computer
LCTV
& Host Computer
SH1 BS SF/BE
SH2
ST/M1 L2 L1
L3
L4 Polymer Cube
Control Signal From Computer Control Signal
From Computer
LCTV
Original image Retrieved image
(a)
0 50 100 150 200 250
0 50 100 150 200 250
Position
0 50 100 150 200 250
0 50 100 150 200 250
Position
(b) (c)
圖 2-8 收縮實驗模擬與測量結果。
透過吸收光譜，我們可以知道全像記錄可使用的波長，針對 PQ/PMMA 的研究大 多都是用 473、488、514 或 532 nm 的連續波雷射，因為在這個波段，未曝光樣品對這 個波段的光吸收率小於 1，曝光後的材料幾乎透明，不會因為本質吸收而影響繞射光的 訊號強度[63]；透過平整度測量，可以知道透過二階段熱聚合成型方法所得的 PQ/PMMA 有光學等級的平整度，可用於體積全像應用；透過解析度測量，材料的空間解析度達到 光學系統的繞射極限，亦有文獻指出 PQ/PMMA 的解析度超過 1000 lp/mm，達次波長等 級[44]；收縮度測量結果指出，PQ/PMMA 的光致收縮係數非常小，不會影響重建影像 的品質，非常適合用於體積全像研究與應用。