细菌视紫红质(菌紫质,BR)具有独特的光致变色效应.这种具有生物活性的光敏蛋白质具有许多其它有机光致变色材料所没有的综合优势,是一种性能优良的光致变色材料.近年来,基因工程技术为菌紫质材料的研究和应用注入了新的活力.围绕着菌紫质光学薄膜的光致变色特性及其应用,本论文主要完成了以下工作:1.建立了光致变色薄膜的光吸收动力学一阶近似理论,为菌紫质光致变色特性的实验研究提供了理论依据.2.采用菌紫质光循环B态和M态二能级简化模型,通过数值求解由粒子数速率方程和Lambert-Beer定律构成的方程组,对菌紫质薄膜在570nm单光束和570nm与412nm双光束作用下的动态和静态光学响应特性进行了理论分析.3.通过对基因改性的长寿命菌紫质材料BR-D96N的吸收光谱动力学变化测定与分析,分离出了B态、M态和D态的吸收光谱,用最小二乘拟合方法对热弛豫各个时刻的吸收光谱进行了数据拟合,得到了B态、M态和D态分子数百分比随时间的变化规律,定量地测量出了M态和B态的寿命.4.实验测量了BR-D96N薄膜样品的光吸收动力学曲线和饱和吸收特性曲线,以及双光束作用下的互补抑制特性曲线.将相应条件下的数值计算与实验曲线进行了比较5.对泵浦-探测法测量菌紫质光致各向异性的原理及方法做了数学推导.对野生型菌紫质的光强依赖各向异性特性及各向异性的消退时间进行了实验研究.6.实验摸索了菌紫质激光诱导永久偏振态的产生条件.对激光诱导永久偏振态的各向异性参数进行了实验研究和数学计算,对由各向异性产生的偏振显色现象进行了定性分析.利用这种激光诱导永久偏振态进行了防伪方面的应用研究.7.开展了BR-D96N薄膜材料的全息记录特性的理论与实验研究,对偏振全息记录特性及衍射效率等问题进行了理论分析.开展了共轭再现消除图像畸变及正交偏振全息提高再现图像信噪比的实验研究.