Fe：LiNbO3晶体光折变全息热固定动务学特性分析

以Fe:LiNbO3晶体为例,考虑了电子载流子热激发（强烈地依靠于温度）,通过对以扩散和光伏特效应为主导输运机制的带输运议程和耦合波方程进行数值求解,分析了热固定过程初始光强入射比和固定温度对光栅空间电荷场的影响,指出记录固定过程中内电场极值的出现为源于质子电场对施主光栅电场的部分补偿,质子光栅电荷场可以导致晶体中记录光束之间能量耦合方向的变化,得出了理论上的加热固定时间。     

LiNbO3中光折变全息的热固定特性

带输运模型方程和耦合波方程结合起来研究ＬｉＮｂＯ３晶体中体全息记录和热固定的特性。发现在一边记录一边固定时,同时存在的离子光栅通过减小耦合增益而影响了电子光栅的写入,且得到的固定后折射率光栅随深度的改变较小,这与记录完固定有非常大的区别,两种热固定方法得到的折射率光栅的衍射效率大小将主要决定于入射记录的实始光强比,该模型同时显示对于高掺杂浓度的ＬｉＮｂＯ３晶体的热固定,在其显影过程中,由于导带电子     

强外加电场与大调制度下光折变动力学光栅形成研究

强外加电场与大调制度在光折变效应的研究中已经得到了广泛应用。采用PDECOL算法,严格求解光折变带输运方程,得到外加电场时不同调制度下光折变晶体中随时间变化的空间电荷场、载流子浓度,并讨论了外加电场对它们的影响。通过将物质方程与耦合波方程联立数值求解,可得到光折变光栅形成过程中两波耦合增益系数以及光束条纹相位的变化。模拟结果表明,在强外加电场作用下,两束记录光之间的光强与相位耦合都得到了增强,而原有的解析式忽视了强外加电场与大调制度对空间电荷场相位耦合的影响,此时不再适用。同时发现折射率光栅与记录光束条纹均发生弯曲,并不再保持平行。     

双中心全息记录的矢量分析与记录方向优化

对描述双掺杂晶体非挥发性全息记录动力学过程的Kukhtarev方程进行了矢量分析,分析中考虑了体光生伏特效应和外加电场的作用。在小信号近似的基础上给出了双中心全息记录中记录与固定阶段空间电荷场的矢量解析解。在综合考虑空间电荷场的各向异性以及晶体有效电光系数的各向异性后,给出了双中心全息记录的优化记录方向。结果表明,对(Fe,Mn)∶LiNbO3晶体633nm寻常光记录,优化记录方向主要由有效电光系数决定,光栅波矢与光轴夹角为22°,方位角为30°;对(Fe,Mn)∶LiNbO3晶体633nm非寻常光记录,优化记录方向主要由固定空间电荷场决定,光栅波矢与光轴夹角为44°,方位角为90°。     

双掺杂LiNbO3:Fe:Mn体全息光栅的时空衍射特性

通过联立求解两中心带输运物质方程和双光束耦合波方程 ,建立了研究双掺杂LiNbO3:Fe :Mn晶体采用双色光记录光折变体全息的时空特性的动力学模型 .数值计算表明 ,该动态体全息光栅的时空衍射特性与晶体中的折射率光栅相对于干涉场的空间相移有关 ,该空间相移的取值范围为 (-π ,π) ,当空间相移的符号发生变化时 ,双光束之间的能量耦合方向也相应地发生反转 .给出了晶体内的等相位线和光强的重新分布 .     

双掺杂LiNbO3:Fe:Mn体全息光栅的时空衍射特性

通过联立求解两中心带输运物质方程和双光束耦合波方程，建立了研究双掺杂LiNbO_{3< /sub>:Fe:Mn晶体采用双色光记录光折变体全息的时空特性的动力学模型.数值计算表明，该动态体全息光栅的时空衍射特性与晶体中的折射率光栅相对于干涉场的空间相移有关，该空间相移的取值范围为(-π，π)，当空间相移的符号发生变化时，双光束之间的能量耦合方向也相应地发生反转.给出了晶体内的等相位线和光强的重新分布.}     

(Ce,Cu)∶LiNbO3晶体非挥发全息记录理论研究与优化

根据双中心带输运模型,对(Ce,Cu)∶LiNbO3晶体双中心非挥发全息记录进行了理论研究与优化。推导了(Ce,Cu)∶LiNbO3晶体的微观参量,采用数值方法通过严格求解模拟双中心带输运方程来模拟全息记录过程。分析了记录过程中,记录与敏化光强、Ce和Cu掺杂浓度以及晶体微观参量对(Ce,Cu)∶LiNbO3晶体双中心全息记录的影响。发现(Ce,Cu)∶LiNbO3晶体非挥发全息记录中实现高衍射效率与固定效率的主导因素是深中心Cu,在记录过程中,深中心Cu建立起了很强的空间电荷场。数值模拟的结果经过实验验证,最高饱和与固定衍射效率别为60.5%和53.8%。     

（Ce，Cu）：LiNbO3晶体非挥发全息记录理论研究与优化

根据双中心带输运模型，对（Ce，Cu）：LiNbO3晶体双中心非挥发全息记录进行了理论研究与优化。推导了（Ce，Cu）：LiNbO3晶体的微观参量，采用数值方法通过严格求解模拟双中心带输运方程来模拟全息记录过程。分析了记录过程中，记录与敏化光强、Ce和Cu掺杂浓度以及晶体微观参量对（Ce，Cu）：LiNbO3晶体双中心全息记录的影响。发现（Ce，Cu）：LiNbO3晶体非挥发全息记录中实现高衍射效率与固定效率的主导因素是深中心Cu，在记录过程中，深中心Cu建立起了很强的空间电荷场。数值模拟的结果经过实验验证，最高饱和与固定衍射效率别为60．5％和53．8％。     

采用紫外光提高双掺杂铌酸锂晶体中全息记录的灵敏度和光栅强度

提出了一种在双掺杂铌酸锂晶体中用调制的双紫外光进行非挥发全息记录的方法。与通常的用紫外光敏化的非挥发全息记录相比,这种方法可以大幅度地提高光栅强度和记录灵敏度。联立双中心物质方程和双光束耦合波方程,数值分析了光栅强度和衍射效率随时间的变化并讨论了掺杂浓度和记录光强对紫外光非挥发全息记录机制下光折变效应的影响。研究发现,紫外光记录得到的深浅中心的光栅具有相同的相位,总的光栅（深浅中心光栅的叠加）强度为两光栅强度之和,固定过程中深中心的光栅得到增强;增大深浅中心掺杂的浓度可以提高光栅强度,增大记录紫外光的光强可以增加光栅的强度和记录灵敏度。理论模拟可以证实并预测实验结果。     

记录结构对体光栅各向异性衍射选择特性研究

以静态体光栅各向异性衍射理论分析模型为基础,将与体光栅厚度有关的记录光强调制度引入到各向异性耦合波方程中.利用耦合波理论分析了光折变晶体中体光栅的各向异性衍射性能,研究了在不同初始记录光强比的条件下,记录光入射角的改变对光折变体光栅各向异性布喇格衍射性能的影响.结果表明：记录光入射角和记录光初始光强比均对体光栅的各向异性衍射具有选择性;与此相比,记录光入射角和记录光初始光强比对于体光栅各向同性衍射不具备选择性.     

大调制度下光折变运动光栅的微扰分析

利用“跳跃模型”讨论了大调制度下光折变材料对运动干涉条纹的非静态记录过程，给出了描述运动干涉条纹非静态记录时电荷密度波前三阶分量振幅的微分方程，以及前三阶空间电荷场的解析表达式.讨论了前三阶空间电荷场振幅改变量对干涉条纹运动速度的依赖关系，若扩散场不为零但较小时，施加较小的外电场能够实现对空间电荷场高阶分量选择性地增强.若扩散场较大(大于外加电场)，则不能实现对空间电荷场高阶分量选择性地增强. 关键词：     

Field structure in a photorefractive holographic grating in a planar waveguide

A theoretical investigation is made of the field structure in a holographic grating formed by TE₀ modes in a planar photorefractive waveguide by the photogalvanic recording mechanism. Waveguides with three characteristic refractive index profiles are considered, namely, a step function, a parabola, and a hyperbolic secant squared. A comparison is made between the light field distributions of TE₀ modes in waveguides having the different profiles. The field structure of the space charge in planar holographic gratings is analyzed for their initial formation phase. It is shown that the space charge field has a similar structure for all three waveguide types considered when planar photorefractive gratings are recorded by TE₀ modes.Institute of Automated Control Systems and Radio Electronics, Tomsk. Translated from Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii, Fizika, No. 11, pp. 85–92, November, 1993.     

Observation and thermal fixing of holographic gratings in lead barium niobate crystal

We report what we believe to be the first observation of photorefractive gratings in lead barium niobate (Pb(1-x)Ba (x)Nb(2)O>( 6) ; PBN). A diffraction efficiency of 9% and a beam-coupling coefficient of 9 cm(-1) are obtained. After thermal fixing a grating of 0.5% is revealed at room temperature. We can improve this diffraction efficiency by optimizing fixing temperature, timing, and material parameters.     

BaTiO3晶体中体全息栅的高效热定影

报道了对ＢａＴｉＯ３晶体中体全息栅的热定影过程的研究结果，对ＢａＴｉＯ３晶体中离子补偿栅形成的临界温度，离子栅的形成与衍射光振荡间的关系，离子栅的形成速度与温度的关系，降温方式对热定影效率的影响进行了仔细的研究，并实现了高效率的热定影，发现了高温擦除过程的有趣现象，并对实验结果进行了分析。     

The Bragg Diffraction of Light at Acoustophotorefractive Holographic Gratings in Gyrotropic Cubic Crystals

We investigate diffraction of light at phase holographic-type gratings recorded by a piezoactive ultrasonic wave in gyrotropic cubic photorefractive crystals. We show that the efficiency of diffraction at a holographic grating can be increased substantially by applying a d.c. field to a crystal under the conditions of a longitudinal electrooptical effect; elliptical polarization of diffracted light is determined by electrically induced anisotropy of a crystal in the piezofield of a photorefractive grating, by the external electric field, detuning of phase synchronism, gyrotropy of the crystal, ultrasound frequency, and the time of recombination of charge carriers.     

Dynamics of photorefractive response in sillenite crystals with double-ionized donor centers and shallow traps

The dynamics of the photorefractive response in the Bi₁₂TiO₂₀ crystal with double-ionized donor centers and shallow traps is analyzed. Consideration is given to the time dependences of the recording of a photorefractive grating in the absence of an external electric field, its storage in the dark, and its development upon the application of an external field and turning on of a reading light beam.     

Optical method for detecting variations of the magnetic field strength

A method of detecting the magnetic field variation is proposed and implemented experimentally. The method employs the rotation of the speckle pattern of light transmitted through an optical fiber that is placed into a longitudinal magnetic field and the recording of a holographic grating in a photorefractive crystal using the speckle field. The possibility of detecting the shape of a 0.15-s magnetic field pulse is demonstrated experimentally.