Photopolymers for volume phase holographic gratings in astronomy

Volume phase holographic gratings (VPHG) are interesting dispersing elements for astronomical instrumentation for their high diffraction efficiency. The properties of these VPHGs are strictly related to the kind of holographic material used, which have to shows a high and tunable refractive index modulation. In this work of thesis, a promising photopolymer material developed by Polygrama-Lynx and called Darol® was studied, and, according to the producer, should have high optical properties and should reach a high refractive index modulation after a post process thermal treatment. The holographic properties of this material are firstly studied starting from the optimization of the thermal treatment. Moreover, were evaluated the effects of recording process (exposure time and recording power density) and of grating parameters (line density) on the material’s holographic performances. Thermal and spectroscopic analysis were driven out and allows to understand and correlate the holographic performances to the hologram’s formation mechanism.

I reticoli olografici di volume (Volume Phase Holographic Gratings = VPHG) sono interessanti elementi dispersivi per strumentazione astronomica grazie alla loro elevata efficienza di diffrazione. Le prestazioni dei VPHG sono strettamente legate alla scelta del materiale olografico, il quale deve mostrare un’elevata e controllabile modulazione dell’indice di rifrazione. In questo lavoro di tesi, si è studiato un innovativo fotopolimero prodotto da Polygrama-Lynx e chiamato Darol® il quale dovrebbe essere caratterizzato, secondo il produttore, dall’avere ottime proprietà ottiche e raggiungere una modulazione di indice di rifrazione molto elevata dopo essere stato sottoposto a trattamento termico. Sono state quindi misurate le proprietà olografiche di questo materiale, partendo dall’ottimizzazione del trattamento termico. Inoltre, è stata valutata l’influenza dei parametri di scrittura (tempo di esposizione, potenza di scrittura) e dei parametri del reticolo (densità di linee) sulle prestazioni olografiche del materiale. Un’analisi termica e spettroscopica ha supportato e fornito informazioni utili a correlare le prestazioni olografiche al meccanismo di formazione dell’ologramma stesso.