In:Fe:Cu:LiNbO_3晶体光全息存储性能的研究

采用提拉法生长了In:Fe:Cu:LiNbO3晶体,测试了晶体的紫外可见光谱、红外吸收光谱。利用二波耦合方法测试了晶体的响应时间、最大衍射效率、计算晶体的光折变灵敏度。结果表明,随In3+离子浓度的增加,在In3+浓度较低时,In:Fe:Cu:LiNbO3晶体紫外可见光吸收边发生紫移,而红外吸收峰3 482cm-1位置基本不变,但浓度达到阈值时,紫外可见光吸收边相对于低浓度发生红移,而红外吸收峰向高波数方向移动;In3+浓度增加时,响应时间变短,最大衍射效率下降,晶体存储灵敏度提高。     

铟铈铜铌酸锂晶体光谱特性及抗光损伤能力

在铌酸锂LiNbO3(LN)中掺入0.1 mol%CeO2,0.1 mol%CuO和0.5 mol%、1 mol%和1.5 mol%In2O3,用Czochralski技术生长In:Ce:Cu:LN晶体.利用Avatar-360型FT-IR红外光谱仪测试了晶体的红外光谱,发现In(3 mol%):Ce:Cu:LN晶体的OH-吸收峰由LN的3 484 cm-1移到3 508 cm-1.利用WFZ-26A型紫外.可见光分光分度计测试了晶体的紫外可见光谱,发现当In掺量小于3 mol%时.随In掺量的增加,基础吸收边向短波方向移动,即发生紫移,在掺入量达到3 mol%时,基础吸收边红移.采用透射光斑畸变法测试了晶体的抗光损伤能力,结果表明:In(3 mol%):Ce:Cu:LN晶体的抗光损伤能力比其他样品明显增强,较Ce:Cu:LN晶体的抗光损伤能力高出两个数量级.探讨了In:Ce:Cu:LN晶体OH-吸收峰及基础吸收边移动和抗光致散射能力增强的机理.     

Mn：Fe：LiNbO3晶体光折变效应的研究

在LiNbO3中掺入Fe2O3和MnCO3生长Mn:Fe:LiNbO3晶体，对晶体进行极化处理及氧化还原处理。测试晶体的吸收光谱，指数增益系数，衍射效率和有效载流子浓度。结果表明，经还原处理的Mn:Fe:LiNbO3晶体是优良的全息存储介质材料。     

Mg∶Fe∶LiNbO3晶体光学性能的研究

在LiNbO3中掺杂光折变敏感杂质离子Fe^2 ／Fe^3 和抗光致散射杂质离子Mg^2 ，以提拉法生长Mg∶Fe∶LiNbO3晶体。测试晶体吸收光谱、红外光谱,Mg∶Fe∶LiNbO3晶体的吸收边相对Fe∶LiNbO3晶体发生紫移。当Mg^2 浓度达到阈值浓度，Mg(6％)：Fe∶LiNbO3晶体OH^-吸收峰由3482cm^-1移到3529cm^-1，测试晶体的位相共轭反射率和响应时间，计算光电导。Mg(6％)：Fe∶LiNbO3晶体的响应速度和光电导比Fe∶LiNbO3晶体有较大提高。     

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。     

Zr：Fe：LiNbO3晶体全息存储性能的研究

生长并测试了Zr∶Fe∶LiNbO3晶体的红外光谱、抗光折变损伤阈值及全息存储性能。研究发现,6%r(Zr)∶Fe∶LiNbO3晶体抗光折变损伤阈值比Fe∶LiNbO3晶体高1个数量级,红外光谱中OH-吸收峰也从Fe∶LiNbO3晶体的3 483 cm-1移到3 488 cm-1。其全息存储性能除衍射效率比Fe∶LiNbO3晶体轻微下降外,写入时间、擦除时间和光折变灵敏度皆优于Fe∶LiNbO3晶体,尤其是其中2%r(Zr)∶Fe∶LiNbO3晶体的动态范围比Fe∶LiNbO3晶体高2.5倍,用2%r(Zr)∶Fe∶LiNbO3晶体作为全息存储介质,实现了晶体中一个公共体积中1 000幅数字图像体全息图的存储与恢复。     

LiNbO3:Fe:Ni晶体非挥发全息存储研究

采用三种不同的双光记录方案进行了LiNbO3：Fe：Ni晶体全息存储实验．详细研究了饱和衍射效率、固定衍射效率、动态范围和记录灵敏度，以及退火条件对记录的影响。结果表明，氧化LiNbO3：Fe：Ni晶体的饱和衍射效率、固定衍射效率和记录灵敏度比其他报道的双掺杂LiNbO3晶体高。结合掺杂能级图，理论分析了LiNbO3双掺杂晶体深陷阱中心能级的相对位置及其微观光学参量对全息记录性能的影响。LiNbO3：Fe：Ni晶体有望成为一种新的高效率非挥发全息存储材料。     

Mg:Fe:LiNbO_3晶体光学性能的研究

在LiNbO3中掺杂光折变敏感杂质离子Fe2+/Fe3+和抗光致散射杂质离子Mg2+,以提拉法生长Mg∶Fe∶LiNbO3晶体。测试晶体吸收光谱、红外光谱。Mg∶Fe∶LiNbO3晶体的吸收边相对Fe∶LiNbO3晶体发生紫移。当Mg2+浓度达到阈值浓度,Mg(6%)∶Fe∶LiNbO3晶体OH-吸收峰由3482cm-1移到3529cm-1。测试晶体的位相共轭反射率和响应时间,计算光电导。Mg(6%)∶Fe∶LiNbO3晶体的响应速度和光电导比Fe∶LiNbO3晶体有较大提高。     

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。     

Mg:Er:LiNbO3晶体的激光性能和550nm寿命特性研究

本文采用Czchrzlski技术生长出优质的Mg:Er:LiNbO3[(X=2%, 4%, 6%, 8%, y=% （mol%）)]晶体,测试Mg:Er:LiNbO3晶体的光损伤阈值,红外光谱和紫外—可见吸收光谱,Mg2+浓度增加抗光损伤能力增加,其中Mg(6mol%):Er:LiNbO3和Mg(8mol%):Er:LiNbO3晶体抗光损伤阈值比LiNbO3晶体提高二个数量级以上。它们的红外光谱OH-吸收峰移到3535cm-1附近。Mg:Er:LiNbO3晶体中随着Mg2+浓度增加吸收边紫移程度增大。研究Mg:Er:LiNbO3晶体抗光损伤阈值增强机理,OH-吸收峰移动机理和吸收边移动机理。采用0.523μm激光进行泵浦获得高的利用率。在波长510—580nm范围内得到Mg:Er:LiNbO3晶体稳态发射谱。掺进4mol%的MgO是Mg:Er:LiNbO3晶体寿命最长的晶体。     

近化学计量比Ce:Fe:LiNbO3晶体的非挥发全息存储

为了研究近化学计量比Ce:Fe:LiNbO3晶体的非挥发全息存储固定,测试了晶体的光谱特性,发现近化学计量比Ce:Fe:LiNbO3晶体较同成分Ce:Fe:LiNbO3晶体的红外透射谱变窄,峰值位于3466cm-1处;而紫外光谱发生紫移。并采用单、双光子存储方法进行了理论分析和实验验证。结果表明,单光子照射实验中,用汞灯预照晶体比不用汞灯预照的衍射效率要高;而双光子存储的性能参量明显优于单光子存储的性能参量。     

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.     

LiNbO_3∶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Ce2O3 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 .022 cm/J。     

锌离子注入铌酸锂晶体的光谱特性

利用离子注入技术和氧气氛围高温退火制备了不同掺锌剂量的铌酸锂样品,并研究了锌离子浓度以及退火状态对铌酸锂晶体紫外和红外波段特性的影响。紫外波段,锌离子的注入使铌酸锂晶体的吸收边红移,退火后吸收边均与纯铌酸锂晶体的相同,锌离子的注入降低了铌酸锂晶体的透射率;红外波段,纯铌酸锂晶体分别在3486 cm-1、2851 cm-1和2917 cm-1处出现主次吸收峰,掺锌样品的主吸收峰位置与纯铌酸锂晶体相比发生微小的红移,X切向铌酸锂样品有明显的次吸收峰,而退火前Z切向铌酸锂样品的次吸收峰不明显,退火后吸收峰变锐利。锌离子的注入以及退火状态对铌酸锂晶体的透射率有影响,分别增强和减弱X切向和Z切向铌酸锂晶体的透射率。     

铈铁掺杂铌酸锂晶体光折变性能的研究

对铈铁掺杂铌酸锂(Ce:Fe:LiNbO3)晶体进行氧化、还原处理。通过红外光谱、紫外可见吸收光谱测试了晶体样品的组成和缺陷结构。采用透射光斑畸变法测试了晶体样品的抗光损伤能力,结果表明:生长态晶体比还原态晶体的抗光致散射能力基本上高一个数量级,氧化态的晶体要比还原态的晶体高两个数量级。采用二波耦合实验测试了晶体样品的光折变性能,结果表明:从氧化到生长再到还原态,衍射效率逐渐降低,响应时间缩短,光折变灵敏度增加,动态范围逐渐降低。     

Zr:Fe:LiNbO3晶体的关联存储性能

为了测试Zr:Fe:LiNbO3晶体的红外光谱、抗光折变阈值、位相共轭和全息关联存储性能,采用Czochralski方法生长Zr:Fe:LiNbO3晶体。通过实验得出Zr:Fe:LiNbO3晶体红外光谱对应的OH-吸收峰移到3488cm-1;随着Zr4+摩尔分数的增加,Zr(摩尔分数xZr=0.06):Fe:LiNbO3晶体抗光折变阈值比Fe:LiNbO3晶体提高一个数量级以上,且晶体的位相共轭响应速度增加,而位相共轭反射率有所下降,Zr(xZr=0.02):Fe:LiNbO3晶体响应速度比Fe:LiNbO3晶体提高一个数量级;另外,以Zr(xZr=0.04):Fe(质量分数wFe=0.0003):LiNbO3作为存储介质,Zr(xZr=0.06):Fe(wFe=0.0003):LiNbO3晶体作为位相共轭镜,进行全息关联存储实验,在输出平面上接收到较完整的存储图像。结果表明,Zr:Fe:LiNbO3晶体具有强的抗光折变能力与优良的关联存储性能。     

Mg：Fe：LinbO_3晶体光折变增强效应的研究

在铌酸锂晶体中掺ＭｇＯ和Ｆｅ２Ｏ３，生长出Ｍｇ：Ｆｅ：ＬｉＮｂＯ３晶体．由于薄晶片的光爬行效应，晶体的二波耦合指数增益系数高达８０ｃｍ－１，且角度响应范围加宽，响应速度和抗光散射能力都比Ｆｅ：ＬｉＮｂＯ３有较大改善．以Ｍｇ：Ｆｅ：ＬｉＮｂＯ３晶体作光放大器，实现了一次迭代全息关联存储．     

四价掺杂铌酸锂晶体

综述了四价掺杂(包括铪和锆)铌酸锂晶体的研究进展.掺铪铌酸锂晶体具有与掺镁铌酸锂晶体相似的抗光折变性能,而掺锆铌酸锂晶体的抗光折变性能远优于掺镁铌酸锂晶体.铪铁双掺与锆铁双掺铌酸锂晶体兼有高光折变灵敏度和高光折变衍射效率的性质.并且在掺杂量超过阈值时,铪离子和锆离子在铌酸锂晶体中都具有接近于1的有效分凝系数.这些实验结果表明,四价掺杂铌酸锂有望成为出色的非线性光学晶体.     

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。