新型三维存储材料及应用

通过实施双掺杂工程,既控制光折变晶体中的光折变敏感中心(即施主中心),又控制其中的电子陷阱中心,优化双掺LN晶体的光折变存储特性,得到了优良的光存储材料,同时,利用光折变全息记录以及全光固定光栅技术,研制成三维全息存储器原型。具体研究成果如下: (1)首次在国际上发现光强阈值效应,打破了国际上传统的“与光强无关”的概念,同时,首次提出最佳写入光强的概念;首次发现高掺镁晶体的紫外光折变增强效应,打破了国际上的“掺镁抗光折变”的概念的绝对化;建立了国际上较为完善的晶体缺     

高掺镁铌酸锂晶体周期极化及倍频特性研究

研究了掺镁(5mol％)铌酸锂晶体的周期极化特性,发现晶体的极化矫顽场仅为3kV／mm,根据镁掺杂对晶体本征缺陷的影响解释了极化矫顽场降低的原因．采用短脉冲极化电场,对极化电流的热效应进行抑制从而消除了晶体均匀性对制备周期极化光栅的影响,在1mm厚的掺镁(5mol％)铌酸锂晶体上成功制备出了均匀的周期极化光栅．在室温下,利用1．064μm的Nd：YAG调Q激光器对得到的周期极化掺镁铌酸锂晶体进行了倍频实验,在输入功率为75mW时,得到3．5mW的532nm倍频绿光输出,转换效率为4．6％．     

光学自增强效应与衍射效率的提高

利用含时光折变双光耦合方程数字模拟计算了掺铁铌酸锂晶体中双光耦合的动态过程,分析了空间电荷场及其位相、光折变光栅位相等光折变参量的变化过程,解释了光折变自增强效应,提出了提高光折变光栅衍射效率的有效方法．     

利用LiNbO_3Fe晶体光放大作用检测透明介质的畸变

当透明介质中有畸变时，介质均匀部分与畸变部分的透射光经过透镜变换后，在透镜后存在交叠。将ＬｉＮｂＯ３Ｆｅ晶体置于两光交叠处，利用ＬｉＮｂＯ３Ｆｅ晶体光放大作用，可以将透射图案的对比度大大提高，从而实现畸变的检测。此方法十分简便，灵敏度较高     

Ⅲ-Ⅴ族三元化合物半导体材料分子束外延的生长热力学

建立Ⅲ-Ⅴ族三元化合物半导体材料的分子束外延生长热力学模型。该模型与实验材料InGaP/GaAs,InGaAs/InP及已发表的GaAsP/GaAs,InAsP/InP的数据吻合得很好。将晶格应变能△G及脱附对温度敏感这两个因素同时纳入热力学模型中,束流和生长温度直接影响合金组分,晶格应变能是合金组分的函数。热力学模型计算结果反映了束流和生长温度是生长过程中最主要的影响因素。讨论和分析了四元半导体材料InGaAsP/GaAs的热力学生长模型。     

内嵌凹槽的金属亚波长狭缝共振透射特性分析

在亚波长金属狭缝内嵌入凹槽后,狭缝的透射峰发生红移、蓝移,也可能不变。本文利用有限时域差分法,详细讨论了内嵌凹槽深度对狭缝透射光谱的影响。通过与腔共振模式理论对比,我们发现内嵌凹槽的亚波长金属狭缝透射峰变化一方面来自于共振腔长度的增长,另一方面来自于透射峰所对应的共振模式数的增加。透射峰蓝移等变化均为共振模式数改变和共振腔长度增长共同作用的结果。     

高电子迁移率InP/InP外延材料的MBE生长

采用固态磷源分子束外延技术在InP(100)衬底上生长了高质量的InP外延材料.实验结果表明InP/InP外延材料的电学性质与诸多生长参数密切相关.根据霍耳测量结果,对生长条件和实验参数进行了优化,在生长温度为370℃,磷裂解温度为850℃,生长速率为0.791μm/h和束流比为2.5的条件下,获得了厚度为2.35μm的InP/InP外延材料.在77K温度下,电子浓度为1.55×1015cm-3,电子迁移率达到4.57×104cm2/(V·s).     

利用铁电畴结构直接写入电控菲涅尔波带片

菲涅尔波带片是光学中的一个基本元件.在本文中,通过带电金属电极在53 μm厚的铌酸锂品体表面的扫描,我们利用铁电畴结构制备出了最大半径为913 μm的菲涅尔波带片.在偏置电压的作用下,我们对菲涅尔波带片的聚焦能力进行了研究.主焦点处的光强随着外加电压的变化而变化,我们得到的最大衍射效率在2.0%左右.     

TE和TM模式光折变表面波

首次研究了TM模的光折变表面波,理论上分别推导了扩散机制下的TE和TM模式的光折变表面波的非线性波方程.通过数值计算分别得到不同传播常数下两种模式光折变表面波振幅空间分布.对TM模式表面波和TE模式表面波的特性进行了比较.讨论了背景光和暗辐照等参量对TM模式表面波的影响.研究结果表明TM模表面波由于晶体各向异性使得Ex、Ez两个光波电矢量分量数值上相差较大,表面波的能量主要集中于Ex分量上;并且Ex分量比Ez分量从表面到体内振幅衰减更快速,能量被更好地约束在表面;背景光和暗辐照可明显影响TM模式光折变表面波从表面到体内的衰减速度.TM模式表面波随传播常数、背景光和暗辐照等参量的变化的规律与TE模类似.     

准相位匹配LiNbO3波导全光波长变换的理论研究

对周期性极化LiNbO3(PPLN)光波导实现准相位匹配全光波长变换进行了理论研究,得出了提高准相位匹配和全频光波长变换效率的有效途径,为准相位匹配全光波长变换器的研制提供了理论指导。