近化學(xué)計(jì)量比LiNbO3-Fe晶體的光致電荷輸運(yùn)過(guò)程及全息記錄研究.pdf

1、光學(xué)體全息存儲(chǔ)技術(shù)由于具有存儲(chǔ)容量大、密度高、并行傳輸、冗余度高、尋址速度快等諸多優(yōu)點(diǎn)，在存儲(chǔ)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)中越來(lái)越顯露出巨大的優(yōu)勢(shì)和良好的發(fā)展前景，受到人們的廣泛關(guān)注。雙色光全息記錄方法的提出，實(shí)現(xiàn)了全息存儲(chǔ)的非易失性讀取。影響全息存儲(chǔ)的主要因素是存儲(chǔ)材料，尋找好的存儲(chǔ)材料成為研究體全息存儲(chǔ)的焦點(diǎn)。自人們發(fā)現(xiàn)鈮酸鋰（LiNbO3）晶體的非線性光學(xué)效應(yīng)，LiNbO3晶體在全息存儲(chǔ)中得到廣泛關(guān)注，也成為國(guó)際研究的熱點(diǎn)，優(yōu)化LiNbO3晶體是當(dāng)前

2、全息存儲(chǔ)研究的首要任務(wù)之一。
　　本文實(shí)驗(yàn)中所使用的近化學(xué)計(jì)量比LiNbO3:Fe晶體是用頂上籽晶熔液生長(zhǎng)法制備的，其中摻雜Fe濃度分別是3ppm、5ppm、10ppm、25ppm、50ppm和100ppm,首先測(cè)量了晶體的光譜特性和居里溫度，分析了晶體的組分、以及雜質(zhì)的氧化/還原狀態(tài)，然后用泵浦（365nm）-探測(cè)（632.8nm）法研究了LiNbO3:Fe晶體的紫外光致吸收的穩(wěn)態(tài)和時(shí)間演化過(guò)程特性。由于Fe的摻入可能會(huì)使光致吸

3、收衰減時(shí)間發(fā)生變化，嘗試對(duì)衰減部分進(jìn)行擬合，結(jié)果表明光致吸收的暗衰減過(guò)程是以擴(kuò)展指數(shù)的形式衰減，并測(cè)量了衰減時(shí)間常數(shù)（即小極化子的壽命）和擴(kuò)展因子隨泵浦光強(qiáng)的變化。根據(jù)電子的輸運(yùn)方程，我們對(duì)電子輸運(yùn)方程進(jìn)行數(shù)值求解，模擬LiNbO3:Fe晶體的光致吸收的全過(guò)程及其穩(wěn)態(tài)和時(shí)間演化過(guò)程特性，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合較好。
　　其次，課題研究了LiNbO3:Fe晶體的雙色全息存儲(chǔ)特性，用中心波長(zhǎng)為365nm的紫外光作為敏化光，用波長(zhǎng)632.8nm

4、的紅光作為記錄光和讀取光。保持記錄光不變，敏化光強(qiáng)越?。碔rec/Isen越大），晶體的記錄靈敏度越小，但飽和衍射效率越大。在光強(qiáng)比不變的情況下，摻Fe濃度越大的晶體，衍射效率和記錄靈敏度也越大。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，摻Fe濃度為50ppm和100ppm的LiNbO3晶體的記錄靈敏度出現(xiàn)不同的結(jié)果，對(duì)此我們給出了解釋。
　　本論文對(duì)LiNbO3:Fe晶體的紫外光致吸收和全息存儲(chǔ)性能進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究，這對(duì)理解光致吸收過(guò)程中電荷的輸