中文摘要：

激光三维全息光刻法是制作光学波长三维光子晶体的先进方法，但由于传统光刻胶的折光指数较低，不能作为光子晶体的材料，因此必须有一个介质转换的复杂步骤，大大限制了该方法的应用。本项目拟通过分子设计合成具有高折光指数的可光固化单体及预聚体。同时，制备具有高折光指数的无机金属氧化物（TiO2、ZrO2等）及含光活性基团的硅氧化物的溶胶。把无机溶胶与单体及预聚体混合，加入光引发剂及其它助剂，形成感光性的有机-无机杂化体系，该体系受到光照时可固化成折光指数高达2.0的透明材料。这样，把所得有机-无机杂化体系在激光全息衍射光场中曝光固化，即可直接得到三维光子晶体而不需要介质转换，大大简化光子晶体的制作过程。项目的完成将为光学波长范围的三维光子晶体制作提供简便、快速、可靠的手段。由于光子晶体在光信息处理、光储存、光子器件等方面担当着重要的角色，其制造技术上的突破将对这些相关领域的发展具有极大的推动作用。

结论摘要：

激光三维全息光刻法是制作光学波长三维光子晶体的先进方法，但由于传统光刻胶的折光指数较低，不能作为光子晶体的材料，大大限制了该方法的应用。本项目拟制备高折光指数的感光杂化体系，利用激光全息光刻技术直接制作光子晶体。项目首先通过分子设计合成了一系列含硫单体及预聚体，其折光指数达1.6以上。同时，制备了具有高折光指数的无机金属氧化物（TiO2、ZrO2 等）及含光活性基团的硅氧化物的溶胶，利用合成新的光活性稳定剂及对纳米颗粒的表面改性，得到粒径小至10nm左右的较均匀纳米粒子，并能稳定分散在树脂体系中。研究了感光树脂与溶胶复合形成的杂化体系，并尝试用于光子晶体的制作。发现当无机含量较高或含有较多含硫树脂时，由于混溶性或相分离等原因，精细结构的制作效果不佳。为此，本项目进一步研究了有机相高温合成TiO2纳米晶、有机相合成金属硫化物纳米晶，得到尺寸在20nm以下、与有机树脂亲和性较好的纳米粒子，与感光树脂杂化后可以光固化形成透明薄膜，在后续研究中将进一步完善并尝试进行光子晶体制作。本项目还未成功制作出较理想的光子晶体，但形成了一整套制作高折光指数感光体系的方法手段，在光学材料领域有较大实用价值。