连续光条件下对LiNbO3∶Fe∶Mn晶体全息存储性能的理论研究

以双中心模型为基础,在低光强连续光条件下研究了LiNbO3∶Fe∶Mn晶体在稳态情况下的非挥发双光双步全息存储性能。采用数值方法,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,发现由隧穿效应引起的深浅能级之间直接电子交换过程对LiNbO3∶Fe∶Mn晶体总的空间电荷场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。此外,通过相同实验条件下LiNbO3∶Fe∶Mn晶体与近化学比LiNbO3∶Fe晶体总的空间电荷场的比较,显示LiNbO3∶Fe∶Mn晶体在低抽运光和高记录光光强条件下有着比近化学比LiNbO3∶Fe晶体更佳的全息存储性能。     

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.     

参量振荡器化学计量比钽酸锂室温极化技术

采用助熔剂籽晶提拉法成功生长了近化学计量比钽酸锂单晶.采用自行研制的极化设备,研究了大面积且厚度达到1.8 mm的近化学计量比钽酸锂晶体的电场室温极化过程,针对在极化过程中外部施加高电压时产生的回流现象,采用改变极化时间和相应的极化电压来抑制的方法,取得了较好的效果.利用化学腐蚀法,成功地观察了钽酸锂晶体的大面积畴反转.发现近化学计量比钽酸锂反向矫顽场较正向矫顽场低,并利用这一性质,进一步研究了近化学计量比钽酸锂的极化特性.     

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．     

对同成分LiNbO3:Fe非挥发全息存储的研究

我们以双中心模型为基础,理论研究了同成份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.我们考虑了在深(Fe2+/Fe3+)、浅(NbLi4+/NbLi5+)能级之间所有可能的电子交换过程,通过比较深浅能级上的空间电荷场及总的空间电荷场的强度可以发现,深能级上的空间电荷场对总的空间电荷场的大小起到了非常重要的作用.此外,我们还研究了不同实验条件对LiNbO3:Fe非挥发全息存储的影响.     

双掺杂近化学计量比铌酸锂晶体的全息光学特性研究

在LiNbO3中掺入0.2 mol% MnO和0.1 mol% Fe2O3,采用顶部籽晶法生长了双掺杂近化学计量比铌酸锂晶体.紫外吸收测试结果表明,晶体成分趋近于化学计量比.采用二波耦合光路测试了晶体的光折变性能.晶体的指数增益系数达到28 cm-1,衍射效率为68.3%,响应时间为亚秒级.利用晶体进行了体全息存储实验,实验结果显示,双掺杂近化学计量比晶体的图像存储质量明显好于相同掺杂的同成分晶体,记录速度较同成分晶体提高了二个数量级.     

LiNbO3:Cu:Ce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, 理论研究了LiNbO₃:Cu:Ce晶体在稳态情况下的非挥发双光双步全息存储性能. 研究中考虑了在晶体深能级中心Cu⁺/Cu²⁺ 与浅能级中心Ce³⁺/Ce⁴⁺ 之间由隧穿效应引起的电荷直接交换过程. 结果表明, 总的空间电荷场大小主要由深能级上的空间电荷场所决定, 并且非挥发全息存储性能主要由隧穿效应引起的深能级中心Cu⁺/Cu²⁺ 与浅能级中心Ce³⁺/Ce⁴⁺ 之间的电荷直接交换过程所决定. 与隧穿效应相关的材料参数对于非挥发双光双步全息存储的性能起到了至关重要的作用.     

对LiNbO3∶Cu∶Ce和LiNbO3∶Fe晶体非挥发全息存储灵敏度的研究

以双中心模型为基础,理论研究了LiNbO3∶Cu∶Ce和近化学计量比LiNbO3∶ Fe晶体在稳态情况下的非挥发全息存储灵敏度.通过考虑了两个晶体在其深能级和浅能级中心之间所有可能的电子交换过程,理论结果显示在低光强连续光范围内LiNbO3∶Fe晶体比LiNbO3∶ Cu∶ Ce晶体有着更高的记录灵敏度.并且通过研究文中得到的记录灵敏度的解析表达式,发现灵敏度与晶体浅能级上可激发离子数密度和泵浦光光强成正比.此外,采用较短波长的泵浦光和更大深能级数密度的晶体是另两种改变晶体灵敏度的方式.     

反射式体全息存储角度复用新方案

基于体全息的反射式记录原理,设计并搭建了不同于传统透射式光路的紧凑型反射式体全息存储光路,提出一种新的采用双透镜共焦方法实现数据存储的角度复用方案.通过此系统实现了单点2 000幅图像的连续存储.实验结果表明,反射式光路可以增大全息图的衍射率进而提高存储图像的质量;而双透镜共焦方案易实现且便于控制,可以实现图像的连续存储和高准确度复用;同时减少了光学系统的复杂度,并把复用维度从一维扩展到了水平和垂直二维方向,提高了存储的密度.     

同成份掺杂铌酸锂晶体中紫外-红光非挥发全息存储的研究

我们研究了单掺镁、锌、铟的同成份铌酸锂晶体的紫外-红光双色非挥发全息存储性质。通过对不同掺杂浓度铌酸锂晶体的紫外-红光双色全息存储衍射效率、灵敏度、响应时间、动态范围等参数的测量，我们发现掺杂浓度超过抗光损伤阈值的同成份铌酸锂晶体在引入紫外光辐照后，响应时间明显缩短，双色记录灵敏度显著增加，而且存储机制不同于低于阈值浓度的晶体，均可以实现非挥发全息存储；并且，对于不同的掺杂离子，光折变光栅的形成机制也有所不同。