双波长敏感的非水溶性光致聚合物特性研究

制备了一种新型双波长敏感的非水溶性光致聚合物材料.采用复合光敏增感和复合引发的方法反复对比实验,得到了高衍射效率下较高的灵敏度.材料能同时对红光和蓝光敏感,用红光和蓝光分别对材料曝光,测得两者的最大衍射效率分别为76%和83%,对应的灵敏度分别为0.018 cm2/M和0.017 cm2/mJ.根据耦合波理论,计算出相应的最大折射率调制度分别为0.002 5和0.002 1,说明该材料具有超高密度全息存储的潜力.全息存储实验表明,再现图像清晰明亮,图像间无串扰,适合双波长复用全息存储.稳定性验证表明,全息图具有良好的稳定性和耐候性,因此该材料是一种比较理想的全息记录材料.     

一种红敏光致聚合物全息特性的研究

为了研究以丙烯酸和N,N'-亚甲基双丙稀酰胺共同作为单体的厚约180μm的光致聚合物材料的全息特性,采用记录透射型衍射光栅和进行数字全息存储实验的方法,获得了较为理想的实验结果。结果表明,该光致聚合物材料呈现出较高的衍射效率(大于40%)及较高的灵敏度(约0.01cm2/mJ),且衍射效率达最大后趋于稳定,说明所制的样品均匀性很好,在其中所记录的衍射光栅处于较为稳定的状态,未出现过调制现象及明显的噪音光栅。根据该光致聚合物材料的布喇格偏移,得出样品厚度缩皱百分比约为1.7%;并在所制的样品内进行了数字全息存储,再现图像清晰,误码率约为5.3×10-4。说明该光致聚合物适合数字全息存储。     

LiNbO3:Ce:Cu晶体中全息图像的双色复用记录

采用365 nm的门光束和633 nm的记录光,在双掺杂LiNbO3:Ce:Cu晶体中实现了全息图像的双色记录和无损读出.探讨了双色存储全息图的图像保真度,采用信噪比(SNR)损失描述双色固定过程对全息图像的像质影响.利用角度寻址器件,采用等时曝光时序,实现了50幅全息图像的双色复用记录和固定,并对其噪声的特点进行了初步分析.结果表明,固定后50幅全息图像的信噪比损失平均值为1.14;50幅全息图像的衍射效率基本相等,平均衍射效率达7.64×10-6.     

光折变晶体全息存储的图像灰度保真度

提出了用归一化灰度线性度误差来评价体全息再现图像的灰度保真度,并在此基础上实验研究了光折变晶体中全息存储的灰度保真度与记录物参光强比的关系,结果与理论预期符合得很好;研究了全息存储过程灰度线性度误差随记录时间演变,表明只要选择适当的记录物参光强比,即使记录时间较短（衍射效率较低）也能获得较高的灰度保真度。     

LiNbO_3∶Fe∶Ni晶体非挥发全息存储研究

采用三种不同的双光记录方案进行了LiNbO3∶Fe∶Ni晶体全息存储实验,详细研究了饱和衍射效率、固定衍射效率、动态范围和记录灵敏度,以及退火条件对记录的影响。结果表明,氧化LiNbO3∶Fe∶Ni晶体的饱和衍射效率、固定衍射效率和记录灵敏度比其他报道的双掺杂LiNbO3晶体高。结合掺杂能级图,理论分析了LiNbO3双掺杂晶体深陷阱中心能级的相对位置及其微观光学参量对全息记录性能的影响。LiNbO3∶Fe∶Ni晶体有望成为一种新的高效率非挥发全息存储材料。     

利用双色存储中的振荡阶段实现等时曝光复用记录

研究了在双掺杂LiNbO3∶Fe∶Cu晶体中进行双色全息存储时记录初始阶段振荡现象的形成过程,认为敏化后的晶体深浅能级的电子分布达到了一种动态平衡状态,在记录开始时引入调制红光照射晶体导致了浅能级大量电子被激发,使深浅能级的电子数目向一种新的平衡状态转化。理论分析了利用振荡阶段浅能级电子数密度随记录时间递减的特点进行等时曝光,实现等衍射效率的全息复用的可行性,并在实验上在双掺杂LiNbO3∶Fe∶Cu晶体中利用100 s等时曝光实现了15幅全息光栅的等衍射效率复用。结果表明,利用双色存储中的振荡阶段浅能级电子数目逐渐减小的特点,采用等时曝光就可以实现小规模的等衍射效率全息复用记录。     

PQ-PMMA光致聚合物全息存储材料的动态特性

理想的存储材料一直是体全息技术发展的关键.光致聚合物材料具有高灵敏度,高信噪比和制造成本低廉等诸多优点,是高密度全息存储最有希望首先获得突破的材料.PQ-PMMA光聚物以其较低的曝光收缩性和较大的厚度受到了人们的广泛关注,但是人们对其光致聚合机理和全息性能的认识并不充分.分析了材料曝光后内部的光反应过程以及扩散作用对信息的永久存储造成的影响,通过光反应过程建立了适合此类材料的扩散方程.在曝光条件下,PQ分子吸收光子,形成自由基,然后该自由基引发MMA单体形成活性自由基.PQ分子与MMA分子的一对一加成是主要的反应,同时可能有少量的低聚物产生,这是由PQ引发MMA发生的链式反应引起的.通过分析光反应速率,得到了PQ的扩散方程,并将其推广为描述自由单体扩散的一维非局域方程.对该方程进行数值求解较好地描述了光栅的建立过程,通过优化方法得到了材料的主要性能参数如聚合速率,扩散速率和有效链长度等.利用上述方法,得到PQ分子扩散系数的数量级为10-21m2/s,与相关文献的报道一致.由于PO分子在常温下的扩散系数较小,曝光结束后随着放置时间的增长,PO分子的扩散作用将导致材料的光栅轮廓变模糊,折射率调制度下降.采用过曝光方法能够很好地保持存储图像的长期稳定性.在实时探测过程中,首次在光致聚合物中观察到动态自增强效应.光折变材料的动态自增强效应是由于两记录光在材料内部形成光栅,然后挡住其中一束用另一束记录光进行读出.读出的衍射光会发生增强现象.这是由于读出光与其自身的衍射光发生干涉形成的光栅加强了原光栅,使衍射增强.在文中的光致聚合物中,光栅形成机制不同于光折变材料,因此衍射效率自增强也有所不同.当两束记录光进行光栅记录的同时,由于材料的收缩效应使原光栅与光强光栅间产生偏移,相干光会继续消耗单体记录新的光栅,这使得衍射效率曲线先上升达到最大值后下降,并再次出现上升和下降过程,并最终趋于稳态.文中考虑材料在光反应过程中的收缩,利用多光栅叠加的原理对上述实验现象进行了解释.     

高衍射效率光致聚合物薄膜中全息记录研究

为了研究新的全息记录介质,本文我们介绍一种基于TMPTA单体的光致聚合物材料。我们已经在该聚合物薄膜样品中成功记录三维实物信息及数字静态视差图像存储等,证明具有良好的全息记录与重建的性能。实验结果表明:该材料在记录角度为26°时,不加电压等任何外部条件下的衍射效率接近90%,并且制作简便、容易保存,作为全息记录介质能够有效地重建出高分辨率,高衍射效率的全息再现像。由于该聚合物的高衍射效率并且不需要外加电压等特性,该材料更加适合用于全息图和大数据的永久存储,并且它在大尺寸静态三维全息图显示、三维图像存储、数据储存、全息防伪、全息打印等领域具有较强的优势和潜在的应用前景。     

LiNbO3:Fe:Ni晶体非挥发全息存储研究

采用三种不同的双光记录方案进行了LiNbO3：Fe：Ni晶体全息存储实验．详细研究了饱和衍射效率、固定衍射效率、动态范围和记录灵敏度，以及退火条件对记录的影响。结果表明，氧化LiNbO3：Fe：Ni晶体的饱和衍射效率、固定衍射效率和记录灵敏度比其他报道的双掺杂LiNbO3晶体高。结合掺杂能级图，理论分析了LiNbO3双掺杂晶体深陷阱中心能级的相对位置及其微观光学参量对全息记录性能的影响。LiNbO3：Fe：Ni晶体有望成为一种新的高效率非挥发全息存储材料。     

光致聚合物用于全息光互联光栅的研究

使用光致聚合物做记录介质,记录用于光互联的全息光栅。激光曝光后衍射效率可达5 5 %左右,用紫外光均匀照射后,在10 0℃下烘烤40分钟,衍射效率可达90 %左右。绘制了衍射效率与曝光时间和烘烤时间曲线,制作具有预期衍射效率的用于全息光互联的光栅。     

不同光照条件下科学级CCD相机噪声特性研究

CCD具有量子效率高、几何失真小、噪声低及实时采集和处理能力。因此,用CCD记录图像使天文观察效率显著提高,天文数据质量大为改善。但在用CCD相机进行星体探测时,多数情况下星体的背景具有一定的噪声,该噪声会对探测结果产生影响。为了解背景对探测结果的影响,本文通过在不同光照度条件下对CCD相机的时间噪声等效曝光量和空间噪声等效曝光量进行测量与分析,得到了对CCD输出图像质量产生主要影响的噪声以及时间噪声等效曝光量和空间噪声等效曝光量随光照度变化的规律。     

双光子吸收光致变色三维光存储实验研究

介绍了双光子吸收光致变色光存储的存储原理，利用单光束双光子吸收三维光存储和反射式荧光共焦扫描读出实验装置，分别进行了写入激光功率、曝光时间和存储深度不同时双光子吸收光致变色三维光信息存储特性(读出信号强度和存储点尺寸)的实验研究。结果表明，读出信号强度主要取决于写入时的激光功率和曝光时间。读出信号强度在激光功率较低时与写入激光功率的平方成正比，而当写入激光功率大于一定值时，读出信号强度达到了饱和。读出信号强度随着曝光时间的增加也明显地呈现出饱和效应。此外，读出信号强度随着存储深度的增加明显地减弱了。存储点尺寸随着写入激光功率的增大、曝光时间的增长也迅速增大。较高的写入激光功率和较短的曝光时间有利于信息的高速存储。     

LiNbO3:Fe:Cu中角度复用的双色全息存储研究

采用365nm的门光束和633nm的记录光,在LiNbO3：Fe：Cu（Fe：0．15％;Cu：0．01％）晶体中实现了20幅全息光栅的双色复用记录和固定,平均固定效率达到79％,在5．0mm厚的晶体中固定后的动态范围M／#为1．50。实验研究了门光束光强、记录光与门光束的光强比对双色复用存储性能的影响,结果表明,增大门光束光强、减小记录光与门光束的光强比,有利于提高双色记录的复用全息图的平均固定效率以及动态范围;而增大记录光与门光束的光强比,可以提高双色记录灵敏度。     

Coupled mode analysis of polarization volume hologram

We theoretically analyze polarization holographic recording based on photoinduced dichroism and birefringence. Such vectorial recording is achieved by preferentially transforming dye molecules aligned with the incident polarization in dynamic photoanisotropic organic materials. Orthogonal linear and orthogonal circular recording geometries, which produce only pure polarization modulations, are considered. The analytic solutions of the intensity and phase of the recording beams at steady state are derived. The theoretical results indicate the dependence of diffraction efficiency on the photoinduced dichroism and birefringence and on the polarization state of the probe beam. Results of numerical simulation are provided and compared with the analytic solutions     

LiNbO3:Ce:Cu晶体中绿光非挥发全息记录优化

为了对在LiNbO3:Ce:Cu晶体中绿光作为记录光的非挥发全息记录进行优化,联立求解了双中心物质方程和双光束耦合波方程,数值分析了平均空间电荷场(SCF)和衍射效率随晶体的氧化还原态、记录光与敏化光的光强比以及深浅中心的掺杂浓度的变化.结果表明,采用绿光作为记录光在LiNbO3:Ce:Cu晶体中进行非挥发全息记录,可以记录得到强光折变光栅,其空间电荷场高达107V/m;获得高达80%以上的固定衍射效率,各相关参量都有较大的优化空间.     

Nonlinear Recording Holography Capable of Doubly Increasing Stress Pattern

When recording a hologram,we should control the.exposure amount which is in nonlinear area of the characteristic curve of complex amplitude transmittance τ～exposure H,the hologram can diffeact some higher-order diffracted photograph.The amount of diffracted order has something to do with the recording angle between object beam and reference beam,is concerned with the ship of transmission curve.The phase difference.If the phase difference increased a time,the number of diffracted fringes also increased a time,it is similar to a fringe multipler,that it is obvious to in-crease the precision of interferometry.Nonlinear recording of double exposure method is discussed,and the formula of intensity distribution of second order diffracted photogra-phy,and experimental results are given.     

显示全息图像的噪声和衍射效率

较全面地讨论了全息噪声产生的各种来源和抑制办法。指出在拍摄全息时,一般总希望提高衍射效率。但应依据拍摄对象来选择参物比,以求得总的衍射效率和整体效果最佳。在考虑到外部环境的影响时,拍摄时间不宜过长。在一定的条件下,为了获得最佳的效果,存在着一个最佳曝光时间的问题。还报道了在电镜观察下,记录材料的分辨率不够时,干涉条纹的信息将破坏,并讨论了与此有关的问题。     

光致聚合物全息光栅曝光特性的研究

为了研究采用由曙红做染料、丙烯酰胺和亚甲基双丙烯酰胺构成的光致聚合物制成的全息透射光栅的曝光特性,用实验的方法探索了光栅空间频率、曝光强度、曝光时间等因素对该透射光栅衍射效率的影响。实验表明,聚合物全息透射光栅空间频率,曝光强度,曝光时间都有一个互相关联的最佳范围,在这一范围内衍射效率能达到最大值。当聚合物光栅在空间频率为2751 line/mm附近,曝光强度在12mW~15mW之间,曝光量在770mJ/cm2左右时,衍射效率最大。最大衍射效率能达到75%左右,在全息光栅中衍射效率较高。     

Photorefractive Polymers with Non‐Destructive Readout

Photorefractive polymers are suitable for real‐time holographic applications. Since the recording and readout of a hologram is carried out with laser beams with the same wavelength, the readout process partially erases the stored information, a problem common to all current photorefractive materials and referred to as destructive readout. In this paper we describe photorefractive polymers that are sensitized by two‐photon absorption. Holographic recording is achieved with high‐intensity writing beams and readout using low light intensity, but high power beams. Using this nonlinear recording scheme, non‐destructive readout was demonstrated.