光色效应双掺杂(Fe,Mn):LiNbO3的光折变全息存储

采用双掺杂（Ｆｅ,Ｍｎ）：ＬｉＮｂＯ３晶体实现了光色效应光折变全息,实验上着重研究了不同氧化／还原状态晶体全息存储性能,结果表明,只有晶体具有较高的氧化程度才能实现全息的长期存储,与理论分析一致。     

双掺杂LiNbO3:Fe:Mn全息存储动力学

建立了包括扩散、漂移和光伏打效应三种输运机制,小信号光强、小调制度近似下描述双掺杂LiNbO3:Fe:Mn晶体用双色光进行全息存储的动力学的耦合微分方程组,数值求解并解释了晶体光存储的时间动态发展过程.在此基础上,分析了晶体的氧化还原程度对全息存储过程的影响,只有在晶体总的受主数密度Na(即Fe3+和Mn3+的数密度之和)大于铁离子数密度N2的条件下,双掺杂LiNbO3:Fe:Mn晶体全息存储才能达到非破坏性存储的目的.经过光固定的光栅的衍射效率随氧化增大,光折变灵敏度随氧化而减小,要获得高衍射效率就必须以降低光折变灵敏度为代价.在掺铁浓度一定的情况下,掺锰浓度越高,能实现信息长期存储对应的氧化还原状态的有效动态范围越大.     

基于LiNbO3晶体的透射式共光轴体全息存储技术

共光轴体全息存储是体全息存储技术实用化的一个发展方向。为了选择合适的参数以搭建基于晶体的透射式共光轴体全息存储系统,对该系统的存储容量、串扰特性和晶体在共光轴存储结构中的存储特性等进行了研究。从理论上分析了共光轴体全息存储系统的存储密度、物镜的参数、空间光调制器的像素尺寸、有效像素数目和移位复用间隔等之间的关系,给出了点扩展函数表达式的物理解释,并根据点扩展函数分析了系统的串扰特性,优化了存储偏振光方向以使晶体表现出最大的动态范围。根据分析优化结果搭建了基于LiNbO3晶体的透射式共光轴体全息存储实验系统,实现了高分辨图像的记录与再现。与传统的双轴系统相比,所搭建的共光轴系统具有光路结构紧凑的特点。     

铌酸锶钡晶体的光存储实验研究

通过全息存储光路调整,采用适当的曝光时间,在铌酸锶钡晶体中得到清晰的全息存储图象,并通过高压固化存储图象,测得全息存储时间衰减曲线.     

Ce：Fe：LiNbO3晶体的全息存储和相位共轭特性的研究

本文用提拉法从熔体中生长了Ce:Fe:LiNbO_3晶体,并采用二波混合和简并四波混合方法研究和测试了晶体的全息衍射效率和相位共轭反射率.以Ce:Fe:LiNbO_3晶体作为存储元件和相位共轭镜,实现了光学实时全息关联存储.     

双掺杂LiNbO3:Fe:Mn全息存储动力学

建立了包括扩散、漂移和光伏打效应三种输运机制,小信号光强、小调制度近似下描述双掺杂LiNbO₃:Fe:Mn晶体用双色光进行全息存储的动力学的耦合微分方程组,数值求解并解释了晶体光存储的时间动态发展过程.在此基础上,分析了晶体的氧化还原程度对全息存储过程的影响,只有在晶体总的受主数密度N_a(即Fe³⁺和Mn³⁺的数密度之和)大于铁离子数密度N_{2的条件下,双掺杂LiNbO3:Fe:Mn晶体全 关键词：}     

掺杂对铌酸锂晶体非挥发全息存储性能的影响

通过研究掺镁、掺锌和掺铟同成分铌酸锂晶体的紫外-红光双色全息存储性能,发现双色记录响应时间均比单色记录时明显缩短,最多的可减小3个数量级;双色记录灵敏度大幅度提高,在掺镁5 mol.%的晶体中可达到11 cm/J.在掺杂浓度超过抗光损伤阈值的铌酸锂晶体中,均可实现非挥发全息存储.但是,在掺镁、锌样品中,深、浅能级中心上的光栅反相,而在掺铟样品中则表现为同相.这是由于掺杂离子的种类不同,在铌酸锂晶体中形成的缺陷中心也不同所引起的. 关键词： 掺杂 铌酸锂晶体 非挥发 全息存储     

大容量体全息相关系统

基于晶体体全息角度分维复用存储机理，采用半导体抽运固体激光器取代氩离子激光器作为系统光源，设计并构建了一台小型体全息存储及相关系统。实现了基于1000幅人脸库图像的相关识别，并通过子波变换滤波预处理提取图像边缘特征，得到了较为准确的识别结果。     

掺Ce,Fe系列LiNbO3晶体光折变效应光存储特性

研究了系列Ce：Fe掺杂以及不同后处理态(生长态、还原态和氧化态)铌酸锂晶体的透过率光谱和光折变全息存储特性。实验结果表明单掺Ce铌酸锂晶体具有较好的图像存储质量和较宽的透过率光谱范围,二波耦合增益相对较低;高掺杂铌酸锂样品的透过率光谱范围较窄,光折变二波耦合增益较低。晶体的后处理对铌酸锂样品的光折变特性影响明显,双掺Ce:Fe还原态铌酸锂晶体具有较高的二波耦合增益;氧化态样品具有较大的透过率光谱范围;还原态样品具有较大的光折变二波耦合增益特性。实验结果还表明在同种样品中难于同时获得大的二波耦合增益和图像存储质量。     

大容量高密度体全息数据存储

基于晶体体全息存储机理 ,采用半导体泵浦固体激光器取代氩离子激光器作为系统光源 ,设计并构建了小型体全息存储器 ,实现了 15 0 0幅等衍射效率高分辨率全息图的记录和复现 ,其存储容量大于 1 1Gbit ,存储密度大于1 4Gbit/cm3 。     

Zn∶Fe∶LiNbO_3晶体全息存储性能研究

以提拉法生长Zn(1mol% )∶Fe∶LiNbO3,Zn(4mol % )∶Fe∶LiNbO3,Zn(7mol% )∶Fe∶LiNbO3晶体 Zn∶Fe∶LiNbO3晶体随着Zn2 + 浓度的增加 ,抗光致散射能力增加 ,Zn(7mol% )∶Fe∶LiNbO3晶体抗光致散射能力比Fe∶LiNbO3晶体提高两个数量级以上 测试了Zn∶Fe∶LiNbO3晶体衍射效率、响应时间 以Zn(7mol % )∶Fe∶LiNbO3晶体作为存储元件 ,Zn(4mol% )∶Fe∶LiNbO3晶体作为位相共轭镜 ,进行全息关联存储试验 试验结果显示出成像质量好、图像清晰完整、噪音小等优点 研究了Zn∶Fe∶LiNbO3晶体全息存储性能增强的机理 Zn(4mol% )∶Fe∶LiNbO3晶体具有全息存储性能最佳的综合指标     

Zn:Fe:LiNbO3晶体全息存储性能研究

以提拉法生长Zn(1mol%):Fe:LiNbO3, Zn(4mol%):Fe:LiNbO3,Zn(7mol%):Fe:LiNbO3晶体.Zn:Fe:LiNbO3晶体随着Zn2+浓度的增加,抗光致散射能力增加,Zn(7mol%):Fe:LiNbO3晶体抗光致散射能力比Fe:LiNbO3晶体提高两个数量级以上.测试了Zn:Fe:LiNbO3晶体衍射效率、响应时间.以Zn(7mol%):Fe:LiNbO3晶体作为存储元件,Zn(4mol%):Fe:LiNbO3晶体作为位相共轭镜,进行全息关联存储试验.试验结果显示出成像质量好、图像清晰完整、噪音小等优点.研究了Zn:Fe:LiNbO3晶体全息存储性能增强的机理.Zn(4mol%):Fe:LiNbO3晶体具有全息存储性能最佳的综合指标.     

可实现存储光栅快速增强的新型全息存储结构

提出一种新型全息数据存储结构，该结构包含两块存储的内容完全相同的光折变晶体，无需相位共轭器，仅利用两束时域快速调制的平面参光波便可实现对存储全息图的迅速增强。文章讨论了调制速率，读出光强比，晶体非线性耦合强度及初始光栅强度对增强速度及可获得的饱和衍射效率的影响。     

体全息子波关联记忆器

基于子波匹配相关理论和光折变晶体的体全息关联存储特性,提出并实现了一个关联记忆的新构思。中根据缺损特征实现原始图像的记忆和恢复,其中光折变晶体兼作图像识别时的运算单元和图像恢复时的存储单元,文中以人脸为研究对象,给出了实验结果。     

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.     

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。     

体全息产生光学涡旋的实验研究

利用全息法可产生复杂拓扑结构的光学涡旋且容易实现对涡旋态的控制,但通常情况下衍射效率较低。以掺铁铌酸锂晶体为存储介质,通过对光学涡旋的体全息存储与再现研究,在晶体几何厚度仅为0.6 mm的情况下获得了26.7%的衍射效率,且再现图像与记录前图像质量相当。根据实验参数,应用Kogelnik耦合波理论进行的计算表明,在同一种晶体和曝光参数情况下,当晶体的几何厚度达到1.23 mm时可获得100%的涡旋光衍射效率。     

近化学配比LiNbO3晶体双色光全息记录的实验研究

实验用红光记录紫光敏化,研究了几种不同掺杂浓度和氧化还原状态的近化学配比铌酸锂晶体的双色全息记录特性,如其饱和衍射效率和记录灵敏度的变化规律。实验结果表明,晶体的饱和衍射效率随透射光强与紫外光强比值的增加先增加后减小,而记录灵敏度在不断减小。Mn含量相同时,Tb含量越高的晶体饱和衍射效率越高,而记录灵敏度越低。Tb含量相同时,含Mn比不含Mn的晶体的饱和衍射效率低,但记录灵敏度更高。还原晶体的饱和衍射效率和记录灵敏度均比氧化晶体高。记录光与敏化光的比值、掺杂浓度和氧化还原状态对晶体的全息特性产生影响。通过适当调整上述参数之间的关系,可对材料的全息记录特性进行优化。     

用于双色全息存储(Fe,Cu)∶LiNbO3晶体的参量优化计算

在确定Cu在LiNbO3晶体中对应于365 nm和633 nm的激发系数、复合系数、光伏系数的基础上,采用龙格库塔(Runge-Kutta)数值方法理论研究了双掺杂(Fe,Cu)∶LiNbO3晶体的深浅能级的掺杂组分比、氧化还原状态对双色全息存储的记录灵敏度和动态范围的影响,并探讨了同时取得尽可能大的灵敏度和动态范围的晶体条件。结果表明,为了同时得到较大的记录灵敏度和动态范围,在实际应用中选用浅能级掺杂浓度为5.0×1025m-3,深能级掺杂浓度为3×1024~3×1025m-3之间的弱氧化晶体是合适的。     

双掺杂铌酸锂晶体的第一性原理研究

本文利用第一性原理研究了 晶体、 晶体和 晶体的电子结构和光学性质。通过对电子结构的分析,发现杂质能级的深浅与掺杂元素原子序数有关。原子序数越大,杂质能级越深。通过对 晶体、 晶体和 晶体的吸收谱进行分析,并与单掺杂 晶体的吸收谱进行比较,发现双掺杂在可见光区域吸收率明显提高,约为单掺杂的3倍。 晶体分别在380nm和590nm处形成吸收峰, 晶体可见光区域吸收率比 以及 晶体高,分别在450nm附近和660nm附近出现吸收峰, 晶体在430nm到600nm之间区域都有较高的吸收率,并在770nm的长波范围有一小的吸收峰。计算结果与双色全息存储（双光子全息存储）所用记录光的波长相符。