LiNbO_3∶Fe晶体光栅擦除特性

在光折变过程中,光波对掺杂中心的激发系数S是一个重要的物理量。为了求出光激发系数S对波长λ的依赖,研究了在不同的擦除波长条件下,记录在光折变晶体LiNbO3∶Fe中的光栅衰减特性。实验结果表明lnP(P为光擦除灵敏度)与擦除波长λ呈线性关系,即波长越短,光栅擦除越快,光擦除灵敏度越高。在单中心电子带传输模型的基础上,理论计算也证实了实验结果。利用带传输模型,给出了理论上光激发系数S对波长的指数依赖关系。同时微观量μτ(为量子效率)也可由光栅擦除实验求出。     

LiNbO3晶体中光折变光栅的各向异性衍射

光折变晶体中光栅的各向异性衍射可用来提高光折变存储器读出信号的信噪比。本文通过极化率张量对LiNbO3晶体中光栅形成和衍射的偏振特性进行了理论分析,并关重对光栅矢量与晶体光轴共面的情形进行了实验研究。观察到的各向异性衍射读出角度的测量结果与理论计算相符。     

双掺杂LiNbO3:Fe:Mn晶体局域光折变体全息光栅形成及衍射特性

将带输运模型与二维耦合波理论相结合,研究了双掺杂LiNbO3∶Fe∶Mn晶体中由两束有限宽度平面波干涉产生的局域光折变体全息的动力学机制及其衍射特性。采用三步法联立求解了双中心带输运物质波方程和二维耦合波方程。数值计算结果表明,局域光折变体全息光栅的空间电荷场在空间上呈不均匀分布。当光栅区域较小时空间电荷场较强,随着光栅区域的增大,空间电荷场急剧下降,并降低一个数量级。此外,在接近光束入射边界的区域,空间电荷场时空变化规律与一维无限大光折变体全息光栅的结果相似,随着光栅区域的扩大,边界效应对空间电荷场的影响越显著。研究还发现,局域光折变体全息光栅的衍射效率随光栅厚度的增加而增加。理论结果对于由局域光折变体全息光栅形成的光学器件与系统的设计和应用具有重要的参考意义。     

双掺杂Zn,Fe：LiNbO3晶体的二波耦合效应的研究

在固液同成分ＬｉＮｂＯ３中，同时掺入６％ＺｎＯ（摩尔比）和０．０５％Ｆｅ２Ｏ３（摩尔比），用提拉法生长了双掺杂Ｚｎ，Ｆｅ，ＬｉＮｂＯ３晶体，这是一种性能优良的光折变晶体材料。文章用二波耦合技术研究了晶体的耦合增益和衍射效率，Ｚｎ，Ｆｅ：ＬｉＮｂＯ３的光致折射率变化值达１０＾－５，且响应速率达到秒量级，这是双掺Ｚｎ，Ｆｅ两种杂质共同作用的结果。     

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晶体中飞秒二波耦合光栅衍射自增强现象

在超快二波耦合配置下的LiNbO3：Fe晶体中写人了体相位栅，通过一定的脉冲写人方法进行飞秒脉冲写人光栅的衍射自增强实验，在双光写人饱和后进行单写人光照射，产生了持续1h的衍射自增强，同时又发现在光栅写人未饱和的时候改为单光写人也产生了衍射自增强现象，持续2h。随后从光调制角度分析了该自增强现象的理论原因：脉冲衍射光和写人光共同作用，提高了二者耦合程度，写人了新光栅，从而加强原光栅，导致衍射效率提高，从而证明飞秒脉冲写人光栅的读出擦除可抑制，这对提高光全息记录的读出质量有正面意义。     

LiNbO3：Fe晶体用作光折变实时光学相关器的研制

首次用ＬｉＮｂＯ３：Ｆｅ晶体薄片作为匹配滤波器代替传统的光学盯关器中的全息干板，成功地研制成实时光学相关器，在此光折变晶体中写人全息光栅的时间只需几秒－几分种，因而与传统的光学相关器的相比较，它具有快速，实时，简便及定位可靠等优点，用此器件实现了相关运算，卷积运算，特征字符识别等。     

LiNbO3晶体中光折变光栅各向异性衍射的定量研究

对LiNbO3晶体中光折变光栅的各向异性衍射进行了定量研究。基于有效电光系数非零和布拉格相位匹配条件,对在LiNbO3晶体中各向异性衍射的衍射效率与光束偏振态和写入几何的关系进行了较为详细的理论计算和分析,根据建立的数学模型进行了数值计算,发现光轴垂直于写入平面时,写入的光栅可发生显著的各向异性衍射。实验测量与理论计算结果基本符合。     

光折变晶体Fe：LiNbO3的横向效应

本文首次报道了一种新的锥形光散射现象。当一束会聚激光油－Ｃ轴方向入射到光折变晶体时，园环形的散射光斑会演变成以入射光束为中心的两个对称亮斑。     

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晶体中引入Е歇位相差实现 选择性擦除

在晶体中进行大容量多重体存储，需要对晶体中记录数据进行修改，这就使得选择性擦除必不可少。介绍了铌酸锂晶体中实现选择性擦除的原理，着重介绍了在物光和参考光中引入Е歇位相差的几种方法，通过引入Е歇位相差来记录互补全息图，利用全息图及其他的互补全息图的非相干叠加来消除原全息图对晶体折射率的调制，从而实现对未定影全息图的选择性擦除。实现了在晶体中某一数据页面内部分数据的擦除，并从理论上对实验结果进行了分析。并给出了在某一数据页面内进行部分擦除的实验结果。     

LiNbO3：Fe：Mn晶体非挥发全息存储性能的理论研究

以双中心模型为基础,研究了连续光条件下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.在各种实验条件下通过比较双中心模型中深(Mn2 /Mn3 )、浅(Fe2 /Fe3 )能级之间所有可能的电子交换过程,发现由深浅能级之间直接电子交换过程所导致的隧穿效应对LiNbO3:Fe:Mn晶体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.     

LiNbO3晶体中引入π位相差实现选择性擦除

在晶体中进行大容量多重体存储 ,需要对晶体中记录数据进行修改 ,这就使得选择性擦除必不可少。介绍了铌酸锂晶体中实现选择性擦除的原理 ,着重介绍了在物光和参考光中引入π位相差的几种方法 ,通过引入π位相差来记录互补全息图 ,利用全息图及其他的互补全息图的非相干叠加来消除原全息图对晶体折射率的调制 ,从而实现对未定影全息图的选择性擦除。实现了在晶体中某一数据页面内部分数据的擦除 ,并从理论上对实验结果进行了分析。并给出了在某一数据页面内进行部分擦除的实验结果     

利用严格耦合波方法研究多层介质膜光栅掩膜特性

从理论和实验上研究了多层介质膜光栅掩膜特性，用严格耦合波（RCW）法对由光栅掩膜槽形和多层膜介质基底引起的衍射效率的变化进行了理论分析，计算得出不同形貌下的光栅掩膜的反射0级光谱衍射效率分布。在实验检测方法上，采用了0级反射光衍射效率分布来进行槽形判断，并将实验结果和理论计算进行了对比。结果证明使用该方法研究光栅掩膜形貌在一定程度上是有效的。     

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。     

脉冲和连续多色光源照明下光栅泰伯效应的等价性

利用部分相干光理论对多色光源照明下光栅的菲涅耳衍射进行了理论分析，得到了任意谱相干度照明下光栅衍射光强分布的一般公式，并对脉冲激光光源和连续的多色光源照明下光栅的菲涅耳衍射进行了相应的数值计算，进而讨论了光源的频谱分布对光栅泰伯效应的影响。理论结果表明超短脉冲的有限弛豫时间对光栅自成像的影响与多色连续光源的谱分布对光栅自成像的影响完全等价。这一等价性为借助于连续多色光照明下光栅的菲涅耳衍射来研究超短脉冲激光照明下光栅的菲涅耳衍射提供了理论依据。实验中选用发光二极管(LED)作为照明光源，对连续多色光照明下光栅的自成像分布进行了测量，实验结果和理论分析相符合。