LiNbO_3: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: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。     

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.     

LiNbO_3∶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/cm2和390mW/cm2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。     

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.     

LiNbO3:Ce:Cu晶体中绿光非挥发全息记录优化

为了对在LiNbO3:Ce:Cu晶体中绿光作为记录光的非挥发全息记录进行优化,联立求解了双中心物质方程和双光束耦合波方程,数值分析了平均空间电荷场(SCF)和衍射效率随晶体的氧化还原态、记录光与敏化光的光强比以及深浅中心的掺杂浓度的变化.结果表明,采用绿光作为记录光在LiNbO3:Ce:Cu晶体中进行非挥发全息记录,可以记录得到强光折变光栅,其空间电荷场高达107V/m;获得高达80%以上的固定衍射效率,各相关参量都有较大的优化空间.     

利用双色存储中的振荡阶段实现等时曝光复用记录

研究了在双掺杂LiNbO3∶Fe∶Cu晶体中进行双色全息存储时记录初始阶段振荡现象的形成过程,认为敏化后的晶体深浅能级的电子分布达到了一种动态平衡状态,在记录开始时引入调制红光照射晶体导致了浅能级大量电子被激发,使深浅能级的电子数目向一种新的平衡状态转化。理论分析了利用振荡阶段浅能级电子数密度随记录时间递减的特点进行等时曝光,实现等衍射效率的全息复用的可行性,并在实验上在双掺杂LiNbO3∶Fe∶Cu晶体中利用100 s等时曝光实现了15幅全息光栅的等衍射效率复用。结果表明,利用双色存储中的振荡阶段浅能级电子数目逐渐减小的特点,采用等时曝光就可以实现小规模的等衍射效率全息复用记录。     

调Q脉冲紫外光Nd:YAG激光器的研究

研制了一种大能量紫外光脉冲Nd：YAG激光器。由漫反射聚光腔、VRM非稳腔、电光调Q输出高光束质量基频激光；采用Ⅱ类KTP晶体倍频与Ⅱ类LBO晶体混频，获得紫外355nm激光输出；单脉冲能量达140mJ，光束发散角1．5mrad，1064～355nm光一光转换效率达22．2％，重复频率5Hz，脉宽9．7ns，光束直径6．5mm。     

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.     

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LiNbO_3∶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于同成份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106V/m量级的光致空间电荷场.     

双掺Mg：Fe：LN晶体中构造光子晶格的实验研究

为了提高光子晶格的衍射效率,加快晶格写入时间,尝试在掺Fe浓度相同的双掺Mg：Fe：LN晶体（ Fe：0.03 wt.%, Mg：2.0 mol）和Fe：LN晶体（ Fe：0.03 wt.%）中分别用λ为488 nm半导体激光器和532 nm Nd：YGA固体激光器写入一维光子晶格,对比研究了两晶体内光子晶格最大衍射效率η和时间t的关系。实验结果表明,在双掺Mg：Fe：LN晶体内写入光子晶格时间比Fe：LN晶体所需时间短、衍射效率高。     

LiNbO3:Fe,Zn晶体不同温度下的扇形噪音研究

研究了双掺LiNbO3晶体（LiNbO3：0．02wt％Fe，2 mol% Zn）常温和低温下的扇形光散射噪音。结果显示，LiNbO3：Fe，Zn晶体中的扇形噪音随时间的演化过程依赖于样品温度。在300-240K，扇形噪音强度经过一定时间达到极大值后将出现不同程度的减弱，减弱程度随温度的降低而减小；而在240～100K。扇形噪音强度在达到极大后不再出现明显的减弱现象。通过全息记录实验发现，不同温度下LiNbO3：Fe，Zn晶体中的扇形噪音对全息记录效果的影响基本相同。     

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。     

光折变晶体中全息图的热固定过程研究

报道了Fe∶LiNbO3和Ce∶Fe∶LiNbO3晶体中红光波段记录的光栅的热固定实验 ,详细描述了光折变晶体中全息图热固定的定影和显影工艺。在定影过程中测量了光栅峰值衍射效率随温度的变化。显影实验表明用原参考光显影会引起光栅的自增强衍射、布拉格角偏移、选择角增宽和背景噪声增加 ,采用非相干光显影可避免这些缺点。提出了一种降低光相干性的方法 ,从而可以采用原记录光路进行显影。     

光折变晶体全息存储的图像灰度保真度

提出了用归一化灰度线性度误差来评价体全息再现图像的灰度保真度,并在此基础上实验研究了光折变晶体中全息存储的灰度保真度与记录物参光强比的关系,结果与理论预期符合得很好;研究了全息存储过程灰度线性度误差随记录时间演变,表明只要选择适当的记录物参光强比,即使记录时间较短（衍射效率较低）也能获得较高的灰度保真度。     

光折变局域体全息柱透镜变波长读出下的波前转换

研究了用波长为632.8nm的柱面波与平面波记录形成的体全息柱透镜用波长为800nm的平面波重现下的波前转换情况。结合二维耦合波理论,推导了形成于LiNbO3双掺杂晶体中该全息柱透镜的耦合波方程,并求出了其积分形式的解析解,分析了改变读出波长下该透镜的布拉格失配因子的分布情况,讨论了它的几何尺寸和记录柱面光波对其衍射效率的影响,以及柱面衍射光振幅在出射口径上的分布情况。结果表明,记录所形成的全息柱透镜的焦距越长它的衍射效率越高;该透镜厚度的增加会使它的衍射效率增加,但是透镜的衍射口径增加它的衍射效率会降低;衍射光振幅在其出射口径上的分布出现了一定程度的失真,衍射光强度主要集中分布在布拉格失配值较小处对应的位置。最后,进一步讨论了全息透镜记录过程中满足布拉格匹配条件的参考点的选择对光栅衍射性质的影响,结果表明衍射效率不随参考点的改变而改变。     

高掺镁铌酸锂晶体周期极化及倍频特性研究

研究了掺镁(5mol％)铌酸锂晶体的周期极化特性,发现晶体的极化矫顽场仅为3kV／mm,根据镁掺杂对晶体本征缺陷的影响解释了极化矫顽场降低的原因．采用短脉冲极化电场,对极化电流的热效应进行抑制从而消除了晶体均匀性对制备周期极化光栅的影响,在1mm厚的掺镁(5mol％)铌酸锂晶体上成功制备出了均匀的周期极化光栅．在室温下,利用1．064μm的Nd：YAG调Q激光器对得到的周期极化掺镁铌酸锂晶体进行了倍频实验,在输入功率为75mW时,得到3．5mW的532nm倍频绿光输出,转换效率为4．6％．