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: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。     

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。     

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。     

Ce:Mn:LiNbO3晶体紫外记录研究

采用紫外光作记录光在Ce：Mn：LiNbO3晶体中实现非挥发全息记录，灵敏度可达0．0803cm／J，衍射效率（固定）为5．07％，比采用红光为记录光，紫外光为敏化光的非挥发双中心记录方案均提高了50多倍。分析表明，采用紫外光作为记录光，深能级电子被激发比例极大提高，参与光折变过程的电子平均运动周期变短．提高了衍射效率和灵敏度；深浅能级电子光栅的同相位，使得固定空间电荷场变强。文中还研究了退火对记录性能的影响。     

LiNbO3: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A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φμγ（φ为量子效率）也可由光栅擦除实验求出。     

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。     

光折变晶体LiNbO3:Fe的光束自相位调制

本文对不同强度的激光束照射LiNbO3:Fe晶体引起的自衍射和自散射等自相位调制现象和机理进行了定性定量的讨论.     

Zr:Fe:LiNbO3晶体的关联存储性能

为了测试Zr:Fe:LiNbO3晶体的红外光谱、抗光折变阈值、位相共轭和全息关联存储性能,采用Czochralski方法生长Zr:Fe:LiNbO3晶体。通过实验得出Zr:Fe:LiNbO3晶体红外光谱对应的OH-吸收峰移到3488cm-1;随着Zr4+摩尔分数的增加,Zr(摩尔分数xZr=0.06):Fe:LiNbO3晶体抗光折变阈值比Fe:LiNbO3晶体提高一个数量级以上,且晶体的位相共轭响应速度增加,而位相共轭反射率有所下降,Zr(xZr=0.02):Fe:LiNbO3晶体响应速度比Fe:LiNbO3晶体提高一个数量级;另外,以Zr(xZr=0.04):Fe(质量分数wFe=0.0003):LiNbO3作为存储介质,Zr(xZr=0.06):Fe(wFe=0.0003):LiNbO3晶体作为位相共轭镜,进行全息关联存储实验,在输出平面上接收到较完整的存储图像。结果表明,Zr:Fe:LiNbO3晶体具有强的抗光折变能力与优良的关联存储性能。     

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。     

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.     

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。     

双掺杂LiNbO3晶体中光栅均匀性的优化研究

研究了非挥发全息记录中南于紫外光的强吸收而引起的光栅非均匀性，分析了这种非均匀性对光栅衍射效率的影响。结果显示，非均匀性致使光折变光栅的平均强度减弱，衍射效率降低。提出了采用两束等光强的敏化紫外光由晶体两侧入射的优化方案以改善光栅的均匀性，提高光栅的衍射效率。通过联立两中心带输运物质方程和双光束耦合波方程，进行了相应的理论模拟，并给出实验验证。结果表明双侧紫外光照射能够实现均匀性较好的光栅，是提高衍射效率的有效途径之一。     

LiNbO3:Cu:Ce非挥发全息记录掺杂组份比的优化

实验研究了掺杂组份比对LiNbO3：Cu：Ce晶体非挥发全息记录性能的影响。结果表明．在全息记录过程中，掺杂组份比通过改变晶体的紫外光吸收特性而引起全息记录性能的改变。增加LiNbO3：Cu：Ce晶体中Cu和Ce的掺杂组份比会导致晶体对紫外光吸收的增强，进而提高了全息记录灵敏度和固定衍射效率。在弱氧化处理的掺有CuO和Ce2O4的质量分数分别为0.085％和0．011％的LiNbO3：Ce：Cu晶体中．得到了最高的固定衍射效率ηf=32％和记录灵敏度S=0．022cm／J。     

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．     

Mg∶Fe∶LiNbO3晶体光学性能的研究

在LiNbO3中掺杂光折变敏感杂质离子Fe^2 ／Fe^3 和抗光致散射杂质离子Mg^2 ，以提拉法生长Mg∶Fe∶LiNbO3晶体。测试晶体吸收光谱、红外光谱,Mg∶Fe∶LiNbO3晶体的吸收边相对Fe∶LiNbO3晶体发生紫移。当Mg^2 浓度达到阈值浓度，Mg(6％)：Fe∶LiNbO3晶体OH^-吸收峰由3482cm^-1移到3529cm^-1，测试晶体的位相共轭反射率和响应时间，计算光电导。Mg(6％)：Fe∶LiNbO3晶体的响应速度和光电导比Fe∶LiNbO3晶体有较大提高。     

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.     

Zn,Mg:LiNbO3晶体的光学特性研究

为了研制出结合Zn:LiNbO3与Mg:LiNbO3优点的晶体,采用提拉法从熔体中生长了Zn,Mg:LiNbO3晶体,并对它的配方和生长性能、光学均匀性、抗光折变以及倍频性能进行了研究,生长出了尺寸达40mm×70mm、双折射率梯度优于10-4/cm量级的Zn,Mg:LiNbO3晶体,倍频得到了20mJ的0.532μm的绿光输出,转换效率达到45%。该晶体是一种很有前途的非线性光学材料。     

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。