氧化还原对Fe：LiNbO3全息光栅热固定的影响

通过分析全息存储动态机制的理论模型得出,晶体中的热固定效果与晶体的氧化还原状态有关,不同氧化还原处理的晶体中进行热固定将会有不同的显影效率和固定寿命。本文作者的研究论证了氧化还原处理可以改进晶体的热固定效果,为延长晶体中固定全息图的帮助,提高固定效率提供了一条新的途径。     

LiNbO3∶Fe∶Rh晶体近红外非挥发全息记录

采用双中心记录方案在双掺杂LiNbO3∶Fe∶Rh晶体中实现了近红外非挥发全息记录,研究了LiNbO3∶Fe∶Rh晶体在633 nm,752 nm,799 nm波长下的全息记录性能。结果表明,在使用近红外记录光时,其记录灵敏度随敏化光强的变化趋势与双中心短波长记录时的不同。通过和LiNbO3∶Fe∶Mn等传统双掺杂铌酸锂晶体的近红外波段记录效果对比,发现同时掺杂Fe和Rh可增强晶体对近红外光的吸收,获得更高的浅中心Fe光生伏特系数,从而能够在LiNbO3∶Fe∶Rh晶体中实现近红外波段的光折变全息记录。     

LiNbO3∶Fe∶Cu晶体中的双色全息存储及复用技术

采用365 nm的门光束和633 nm的记录光在LiNbO3:Fe:Cu晶体(Fe:0.15%,Cu:0.01%)中实现了双色记录和无损读出.依据双色复用记录中的擦除特性,采用合适的曝光时序,在LiNbO3:Fe:Cu晶体中实现了50幅全息光栅的双色复用记录和固定,衍射效率基本相等,平均固定效率达到61%,在3.0 mm的晶体中固定后的动态范围M/#为2.2.     

高密度盘式全息存储及其热固定的实验研究

利用空间-角度复用方式与球面参考波相结合的全息复用存储技术，在盘状LiNbO3：Fe晶体单一扇形区域内成功存储10000幅高分辨率图像，存储面密度达33．7bits／μm^2。在此基础上，将分批热固定的方法应用于盘式体全息存储，分4批次存储了5000幅高分辨率图像，从而将存储面密度进一步提高到50bits／μm^2。会聚的球面参考波及优化的光路配置减小了参考光的反射光斑尺寸，同时也减少了有害的杂散光从晶体表面反射进入成像光路，保证存储图像能得到良好的再现。     

Mn∶Fe∶LiNbO3晶体光折变效应的研究

在LiNbO3中掺入Fe2O3和MnCO3生长Mn∶Fe∶LiNbO3晶体,对晶体进行极化处理及氧化还原处理.测试晶体的吸收光谱、指数增益系数、衍射效率和有效载流子浓度.结果表明,经还原处理的Mn∶Fe∶LiNbO3晶体是优良的全息存储介质材料.     

CO2激光加热局域热固定LiNbO3光折变全息的温度影响

利用 CO2 激光加热铌酸锂 ( L i Nb O3)光折变晶体可局域固定体全息 ,但形成的温度场空间上是不均匀的。在对固定显影后空间电荷场幅度 Esc 与固定温度 Tf 的关系进行理论分析的基础上 ,通过定义局域性系数和平均空间电荷场幅度两个判据 ,来评价不同的激光加热温度场的固定效果。这种方法也适用于对其他各类边界条件的 CO2 激光加热温度场局域热固定进行分析。     

LiNbO3:Fe 和 LiNbO3:Fe:Mn 晶体非挥发全息存储的理论研究

以双中心模型为基础,理论研究了连续光条件下近化学比LiNbO3:Fe和LiNbO3:Fe:Mn晶体在稳态情况下的非挥发双色二步全息存储性能.通过考虑在深、浅能级中心之间所有可能的电子交换过程,从理论上证实了在低光强范围内LiNbO3:Fe晶体比LiNbO3:Fe:Mn晶体有着更大的空间电荷场、更高的记录灵敏度和动态范围.     

LiNbO3：Fe：Cu晶体全息时间常数的理论研究

根据双中心全息存储的理论模型,采用Runge-Kutta数值方法拟合了双中心全息存储的记录过程和紫外光擦除过程的时间常数,研究了双掺杂LiNbO3：Fe：Cu晶体的浅能级掺杂浓度、深能级掺杂浓度和光束比IR/IUV对记录时间常数和紫外光擦除时间常数的影响。结果表明,在双掺杂LiNbO3晶体的全息复用中,为了同时得到小的记录时间常数和大的紫外光擦除时间常数,可选用深能级掺杂浓度较小的晶体,采用大的光束比进行复用存储。     

对不同组份LiNbO3：Fe非挥发全息存储的研究

以双中心模型为基础，研究了同成份和近化学比掺铁铌酸锂晶体在稳态情况下的非挥发双色二步全息存储性能．通过比较在相同记录条件下同成份（锂的摩尔浓度为48．5％）与近化学比（锂的摩尔浓度为49．5％）掺铁铌酸锂的总空间电荷场的大小可以看到，在连续光所能达到的光强范围内，近化学比LiNbO3：Fe的总空间电荷场明显大干同成份LiNbO3：Fe的总空间电荷场．但是在高光强下，同成份与近化学比LiNbO3：Fe都可以达到10^6V／m量级的光致空间电荷场．     

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。     

LiNbO3:Fe:Rh晶体近红外非挥发全息记录

采用双中心记录方案在双掺杂LiNbO3:Fe:Rh晶体中实现了近红外非挥发全息记录,研究了LiNbO3:Fe:Rh晶体在633 nm,752 nm,799 nm波长下的全息记录性能.结果表明,在使用近红外记录光时,其记录灵敏度随敏化光强的变化趋势与双中心短波长记录时的不同.通过和LiNbO3:Fe:Mn等传统双掺杂铌酸锂晶体的近红外波段记录效果对比,发现同时掺杂Fe和Rh可增强晶体对近红外光的吸收,获得更高的浅中心Fe光生伏特系数,从而能够在LiNbO3:Fe:Rh晶体中实现近红外波段的光折变全息记录.     

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。     

对不同组份LiNbO_3∶Fe非挥发全息存储的研究

以双中心模型为基础,研究了同成份和近化学比掺铁铌酸锂晶体在稳态情况下的非挥发双色二步全息存储性能.通过比较在相同记录条件下同成份(锂的摩尔浓度为48.5%)与近化学比(锂的摩尔浓度为49.5%)掺铁铌酸锂的总空间电荷场的大小可以看到,在连续光所能达到的光强范围内,近化学比LiNbO3:Fe的总空间电荷场明显大于同成份LiNbO3:Fe的总空间电荷场.但是在高光强下,同成份与近化学比LiNbO3:Fe都可以达到106V/m量级的光致空间电荷场.     

Zr：Fe：LiNbO3晶体全息存储性能的研究

生长并测试了Zr∶Fe∶LiNbO3晶体的红外光谱、抗光折变损伤阈值及全息存储性能。研究发现,6%r(Zr)∶Fe∶LiNbO3晶体抗光折变损伤阈值比Fe∶LiNbO3晶体高1个数量级,红外光谱中OH-吸收峰也从Fe∶LiNbO3晶体的3 483 cm-1移到3 488 cm-1。其全息存储性能除衍射效率比Fe∶LiNbO3晶体轻微下降外,写入时间、擦除时间和光折变灵敏度皆优于Fe∶LiNbO3晶体,尤其是其中2%r(Zr)∶Fe∶LiNbO3晶体的动态范围比Fe∶LiNbO3晶体高2.5倍,用2%r(Zr)∶Fe∶LiNbO3晶体作为全息存储介质,实现了晶体中一个公共体积中1 000幅数字图像体全息图的存储与恢复。     

LiNbO_3∶Fe∶Cu晶体中双色全息存储技术的研究

采用365nm的门光束和633nm的记录光,在LiNbO3∶Fe∶Cu晶体中实现了双色记录和无损读出。通过适当的预敏化,在门光束光强与记录光强分别为20mW/cm2和390mW/cm2时,得到的灵敏度和饱和衍射效率分别为0.004cm/J和37%。同时还研究了LiNbO3∶Fe∶Cu晶体中的暗保存时间、光擦除时间常数以及用脉冲光作门光束时的双色存储性质。     

双掺杂LiNbO_3∶Fe∶Ru晶体的全息读出特性

为了解决读出过程中全息数据的擦除问题,研究了新型双掺杂LiNbO3∶Fe∶Ru晶体的全息读出特性。分析了双中心和单中心记录方案光栅的读出特性,并联立双中心物质方程和耦合波方程进行了模拟计算。结果表明,双中心记录所得到的饱和全息的读出时间常数远低于LiNbO3∶Fe∶Mn晶体的读出时间常数;单色光记录可以实现有效的全息,且其读出时间常数远大于记录时间常数,表现为准态非挥发读出。分析表明,这可能由于Ru的能级比Mn更靠近Fe,更易被红光激发,从而使得双中心记录所得饱和光栅的存贮持久性降低;单色光记录中红光能够同时充当记录光和抽运光,记录过程中红光能够在Fe上记录光栅并将其转移到Ru上,而在读出过程中则由于Ru能级较深,擦除缓慢。     

对LiNbO3:Fe:Mn晶体非挥发全息存储的理论研究

以双中心模型为基础,理论研究了LiNbO3∶Fe∶Mn晶体在稳态情况下的非挥发双光双步全息存储性能.采用数值方法,通过比较深(Mn2+/Mn3+)、浅(Fe2+/Fe3+)能级之间所有可能的电子交换过程,发现由隧穿效应引起的深浅能级之间直接电子交换过程对总的空间电荷场的大小起着决定性的作用.同时,这一电子交换过程对晶体非挥发全息存储性能也起着至关重要的作用.此外,还从理论上证实晶体中总的空间电荷场的大小主要由深能级的空间电荷场所决定.     

双掺杂LiNbO3:Fe:RU晶体的全息读出特性

为了解决读出过程中全息数据的擦除问题，研究了新型双掺杂LiNbOa：Fe：Ru晶体的全息读出特性。分析了双中心和单中心记录方案光栅的读出特性，并联立双中心物质方程和耦合波方程进行了模拟计算。结果表明，双中心记录所得到的饱和全息的读出时间常数远低于LiNbO2：Fe：Mn晶体的读出时间常数；单色光记录可以实现有效的全息，且其读出时间常数远大于记录时间常数，表现为准态非挥发读出。分析表明，这可能由于Ru的能级比Mn更靠近Fe，更易被红光激发，从而使得双中心记录所得饱和光栅的存贮持久性降低；单色光记录中红光能够同时充当记录光和抽运光，记录过程中红光能够在Fe上记录光栅并将其转移到Ru上，而在读出过程中则由于Ru能级较深，擦除缓慢。     

LiNbO3:Fe:Cu晶体中双色全息存储技术的研究

采用365nm的门光束和633nm的记录光，在LiNbO3：Fe：Cu晶体中实现了双色记录和无损读出。通过适当的预敏化，在门光束光强与记录光强分别为20mW／cm^2和390mW／cm^2时，得到的灵敏度和饱和衍射效率分别为0．004cm／J和37％。同时还研究了LiNbO3：Fe：Cu晶体中的暗保存时间、光擦除时间常数以及用脉冲光作门光束时的双色存储性质。