Fe：LiNbO3晶体光折变全息热固定动力学特性分析

以Fe:uNbO3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方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来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 .     

(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％。     

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.}     

LiNbO_3:In:Fe:Cu晶体中的双波长非易失存储

为了提高晶体的非易失存储性能,采用双波长存储技术实验研究了LiNbO3:In:Fe:Cu晶体中的非易失存储,折射率调制度为1.04×10-4,记录灵敏度达到0.965 cm/J.与传统的双色非易失记录相比,该方法大幅度地提高了光栅的强度和记录的灵敏度.利用Kukhtarev带输运模型对双波长非易失记录过程中光栅的动态演化过程进行了数值模拟,同时讨论了氧化还原程度对双波长非易失全息记录的影响.理论与实验符合的较好.     

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.     

鈰铕铌酸锂的双光束耦合异常温度特性与结构相变

报道铕铌酸锂晶体双光束耦合在５５，７０和１１０℃附近出现的异常温度现象，该现象与晶体在这些点发生了结构相变有关，相变诱发出内电场，改变了空间电荷场的结构，影响了双光束耦合。采用唯象的办法给出相变电场随温度的变化公式，结合一能级单载流子带导模型给出了理论曲线，能很好地解释实验。推算出相变电场的数量级介于扩散电场和最大空间电荷场之间，为１０^５Ｖ·ｍ^-1。 关键词：     

利用光折变晶体的电光、压电效应实现2×2光开关的原理

讨论了在光折变LiNbO3晶体中建立电场控制的 2× 2直通交换开关的原理设计方案。通过控制读出光栅时外加电场的大小使读出光满足或偏离布拉格条件 ,从而控制衍射效率为 1或 0 ,实现开关的交换和直通操作。全面考虑了电场作用下晶体的压电和电光效应 ,基于衍射效率公式和光栅的布拉格条件 ,给出了为获得最佳衍射效率比时外加电场及写入光束比与记录角度间的关系曲线     

双掺杂LiNbO3晶体中的稳态空间电荷场

建立了包括扩散、漂移和光伏打三种输运机制下双掺杂LiNbO3晶体在用双色光进行光存储的带输运方程,并得出了小调制度下稳态空间电荷场的分析解。对双色光的光强比、体光栅的波矢、双掺杂的浓度和晶体的 氧化还原程度对空间电荷场的影响进行了数值计算和讨论。     

光折变晶体中双光束耦合的解析解

光折变晶体中二波耦合过程也是全息记录的过程,本文将描述二波耦合的耦合波方程与描述光折变全息的Kukhtarev方程联立,基于Moharam的场函数,以光强调制度为主要变量,求得了适用于任意的干涉光强调制度及任意常量光激发效率下的耦合的两束光波在稳态时的解,进而得出热激发对光波耦合的影响。     

质子束能量对ADS无窗散裂靶稳态热输运的影响

本文基于稳态流型采用数值模拟方法计算了加速器驱动次临界堆系统ADS无窗散裂靶的稳态热输运过程,得到了不同能量质子束作用下铅铋合金液体和蒸气中的稳态温度分布。对上述温度场结果进行比较表明,在相同流强下,温度场分布形状随能量改变,最高温度亦随之改变,并且质子束能量越高,最高温度就越大。在250 MeV能量质子束作用下,高温区在气相部分,随着质子束能量增大,高温区转移到质子束轰击铅铋合金液相位置。上述热输运数值模拟结果为ADS无窗散裂靶设计和优化提供了可靠的依据,特别是对未来中国ADS的研究和应用具有重要的学术和应用参考价值。     

具有二阶和三阶非线性一维光子晶体中的耦合模孤子

研究同时具有二阶和三阶非线性的一维光子晶体中的耦合孤子动力学.从Maxwell方程出发,利用多重尺度法,导出了光学整流场与两个基频电场包络的非线性耦合模方程组,给出了耦合模方程组的孤子解.结果表明,由于二阶非线性导致的光学整流场对基频电场有调制作用,使得两个基频电场分量可以呈现为亮孤子亮孤子、暗孤子暗孤子及亮孤子-暗孤子对 当两个基频电场的振动频率趋于光子晶体频带的带边频率时,光学整流场消失     

等离子弧焊接多物理场耦合输运模型

本文基于电场、磁场、温度场和流场的多物理场耦合,建立了简单实用的电弧与工件一体化模型,既准确表征等离子弧焊接过程中的多物理场输运作用,又无需使用流体体积函数(VOF)计算气液两相界面,大大减少计算时间和成本。模型计算出电弧压力分布,将其简化为压力源项作用于工件表面,同时该界面上电弧与工件耦合传热,实现了电弧与工件的热-力传递。获得了焊接过程电弧和工件的温度、速度、电流密度和电磁力的分布规律,揭示了焊接熔池的形成和演变机制,并开展实验验证了模型的准确性。最后分析了不同工艺参数对电弧热流密度和压力的影响规律,为焊接质量优化提供理论指导。     

周期极化非线性晶体中太赫兹波辐射研究

 从理论上详细研究了飞秒激光在周期极化非线性晶体中由光整流效应产生的太赫兹（THz）波辐射。利用天线辐射原理和光栅衍射理论,着重研究THz波辐射的频域场和时域场的分布。讨论和分析了THz波辐射的中心频率、频谱宽度和电场随辐射角的变化。研究表明,THz波的带宽反比于晶体的长度或光栅数,电场随辐射角呈准谐波变化。     

具有二阶和三阶非线性一维光子晶体中的耦合模孤子

研究同时具有二阶和三阶非线性的一维光子晶体中的耦合孤子动力学. 从Maxwell方程出发,利用多重尺度法,导出了光学整流场与两个基频电场包络的非线性耦合模方程组,给出了耦合模方程组的孤子解. 结果表明,由于二阶非线性导致的光学整流场对基频电场有调制作用,使得两个基频电场分量可以呈现为亮孤子-亮孤子、暗孤子-暗孤子及亮孤子-暗孤子对;当两个基频电场的振动频率趋于光子晶体频带的带边频率时,光学整流场消失.