用两种照明方法在LiNbO_3∶Cu∶Ce晶体中实现非挥发全息存储

报道了用两种照明方法在LiNbO3 ∶Cu∶Ce晶体中实现非挥发全息存储,一种是用紫外光敏化和红光同时记录的方法,另一种是用氩离子的 45 8nm蓝光敏化和红光同时记录的方法。结果表明第二种方法可以获得更高的光固定(非挥发)衍射效率和光固定效率,但引起弱光致散射。优化的蓝光光强为 70 0W m2 左右时,获得最大光固定折射率变化为 5× 10 - 5。     

敏化光波长对(Fe,Ni)∶LiNbO_3晶体全息记录性能的影响

分别采用514 nm绿光4、88 nm蓝光和390 nm紫外光作为敏化光,633 nm红光作为记录光,详细研究了敏化光波长对氧化(Fe,Ni)∶LiNbO3晶体全息记录性能的影响。结果表明:随着敏化光波长的逐渐减小,氧化(Fe,Ni)∶LiNbO3晶体的非挥发全息记录性能逐渐优化,390 nm紫外光是这三种敏化光中最优的敏化光。考虑敏化光的吸收,为了在双中心全息记录中获得最优的性能,应当选择合适波长的敏化光:一方面短波长敏化光能有效地敏化深中心;另一方面短波长敏化光的吸收太强(如对光折变效应无用的基质吸收),不能沿厚度方向有效地敏化晶体,所以实际上需折衷考虑,并从理论上给予了解释。     

Sensitivity Improvement by UV-Light Recording in LiNbO3：Ce：Cu Crystals

Modulated UV light is used to increase the sensitivity of the two-centre holographic recording. Inherent mechanisms of nonvolatile holographic recording in oxidized and reduced crystals are numerically analysed based on solving the two-centre material equations modified for UV-light recording. Experiments verification is performed with an oxidized crystal and a reduced crystal, and the role of UV intensity on the sensitivity is presented.     

Material optimization for low scattering noise duringnonvolatile holographic recording indoubly doped LiNbO_3 crystals

Scattering noises in four kinds of lithium niobate crystals with the same double doping system, which are LiNbO3:Fe:Mn, LiNbO3:Ce:Mn, LiNbO3:Ce:Cu, and LiNbO3:Fe:Cu, are observed and compared experimentally. The results show that nonvolatile holographic recording can effectively suppress scattering noise, which mainly depends on recombination coefficients of both the shallower centers and the deeper centers. The small recombination coefficients of the shallower centers and the large recombination coefficients of the deeper centers benefit the amplification of the signal gratings and the suppression of the noise gratings. In addition, the initial seed scattering also impacts the recorded scattering noise, and the little seed scattering results in low scattering noise. The theoretical simulations are performed for confirmation. Among the four kinds of doubly doped crystals, in LiNbO3:Ce:Cu the performances of nonvolatile recording are the best with low scattering noise and high diffraction efficiency.     

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: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。     

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:Ru晶体的光折变特性研究

采用丘克拉斯基法生长了单掺杂的LiNbO3∶Ru晶体,并对其作氧化处理。实验研究了LiNbO3∶Ru晶体二波混频条件下光栅记录特性和波长的依赖关系;并且研究了氧化处理对其透射谱和光栅记录特性的影响。研究结果表明,LiNbO3∶Ru晶体的最佳记录波长为458 nm;氧化处理会增加LiNbO3∶Ru晶体对光的吸收,同时提高光栅记录的灵敏度和饱和衍射效率,表现了不同于LiNbO3∶Fe晶体的氧化态依赖特性。分析认为,LiNbO3∶Ru晶体的反常氧化态依赖特性可能是由于出现了电子通道效应的暗衰减机制,以及Ru存在多个价态所造成的。     

空变菲涅耳联合变换相关器

提出了菲涅耳联合变换相关器(Fresnel Joint Transform Correlator,FnJTC)结构,给出了数学推导过程,并通过计算机模拟验证了可行性及其与传统相关器所不同的相关特性。在相关过程第一阶段中,菲涅耳联合变换相关器对输入的联合图像作菲涅耳变换,代替了传统联合变换相关器(JTC)的傅里叶变换。与传统相关器相比,菲涅耳联合变换相关器是空变系统,相关峰值依赖于输入参考图像与目标图像的相似性、两图像之间的相对位置及参考图像(或目标图像)的线性相位调制。     

变波长读出条件下光折变局域体全息光栅的衍射性质

利用二维耦合波理论,研究了用短波长记录全息光栅而用通讯波段内的长波长读出时,用于90°结构垂直读出平板型的光折变局域体全息光栅的衍射性质.讨论了局域体全息光栅的几何尺寸对其衍射效率及光栅布喇格选择性的影响.结果表明,随着光栅的纵向和横向尺寸的增加,光栅的衍射效率也逐渐增加.当光栅的纵向和横向尺寸发生改变但光栅的总面积不变时,光栅衍射效率保持不变.此外,随着光栅尺寸的增加光栅的布喇格选择性越好.在利用短波长记录全息光栅而用长波长读出的光学器件设计过程中,为了获得最佳的衍射效率及其布喇格选择特性,应当根据要求合理地设计光栅的几何尺寸.