一、光折变材料

　　光折变效应是指材料在吸收光子后产生电荷分离，并通过形成空间电荷场使材料折射率发生改变的现象，最早由美国贝尔实验室Ashkin等于1966年在铌酸锂(LiNbO3)晶体中发现。光折变材料可分为有机光折变材料和无机光折变材料。常见的无机光折变材料有铌酸锂、铌酸钾、钛酸钡、砷化镓等。有机光折变材料既可以是有机小分子晶体，也可以是有机高分子材料。相干亮区的光折变材料吸收光子后产生可移动的电荷，这些电荷在外加电场作用下发生迁移，形成内部空间电荷场，并与外加电场叠加作用于光折变材料，从而形成光栅结构，实现全息记录。

　　光折变材料的优点是光谱响应范围宽(可从可见光区到红外光区)、折射率调制度高、可重复擦写，因此已成为全息显示的重要材料。光折变材料的主要缺点是通常需要施加强度很高的电场来驱动电荷迁移(例如，施加1kV/cm的电场仅能改变2×10-5的折射率)，因此安全性较差。另外，光折变材料的感光灵敏度较低。

　　二、光聚合材料

　　光聚合材料利用光聚合反应实现全息记录。最早应用于全息记录的光聚合材料由美国休斯研究实验室Close等于1969年报道，其组成包括丙烯酸铅、丙烯酸钡、丙烯酰胺、亚甲基蓝、对甲苯磺酸钠和对硝基苯乙酸钠。美国杜邦公司向光聚合材料中引入高分子黏结剂(polymer binder)、增塑剂和链转移剂，开发了一系列便于运输和使用的商品化全息记录材料。该材料的制备过程为：先利用有机溶剂将各组分混合均匀，然后在支撑物表面浇铸成膜，最后挥发除去溶剂。这种光聚合材料在全息记录后，通常还需通过热处理来提高折射率调制度。

　　采用交联网络替代高分子黏结剂，不仅可以摒弃溶剂，还可提高全息记录材料的尺寸稳定性。交联网络可通过溶胶凝胶法原位制备，也可通过硫醇-丙烯酸酯、多元醇-异氰酸酯、环氧-有机胺或硫醇-环氧等反应得到。这些反应与全息记录的自由基聚合反应属于正交关系，无串扰。德国拜耳公司推出的Bayfol@HX系列全息记录材料正是基于这类正交化学反应，第一步利用羟基-异氰酸酯反应形成交联网络，第二步通过光引发的自由基聚合反应记录全息图。

　　光聚合诱导相分离原理也被应用于全息记录。在相干光照射下，光引发剂吸收光子能量产生自由基，进而引发单体发生聚合反应生成高分子，相干暗区的单体向相干亮区扩散，同时，光惰性组分向相干暗区扩散，形成全息光栅。高折射率的液晶和纳米粒子常被用作光惰性组分，以提高相干亮区与相干暗区之间的折射率差异。且液晶具有电光和温度响应性，适合制备响应性全息高分子材料。

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