bR膜的光學(xué)特性及其在全光信息處理中的應(yīng)用研究.pdf

1、信息技術(shù)的發(fā)展不僅依賴于電子技術(shù)，也越來(lái)越依賴于光子技術(shù)。為了滿足日益增長(zhǎng)的光子學(xué)信息技術(shù)發(fā)展的需要，開(kāi)展新型光子學(xué)材料的開(kāi)發(fā)及新應(yīng)用的研究是十分必要的。細(xì)菌視紫紅質(zhì)(Bacteriorhodopsin，簡(jiǎn)稱bR或BR)材料是自然界經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期進(jìn)化形成的一種生物有機(jī)光色材料，具有大的非線性光學(xué)特性、高穩(wěn)定性、低價(jià)格等優(yōu)良特性。本論文主要從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面研究了bR膜中的非線性透射特性、自衍射特性、雙光互補(bǔ)抑制透射特性及其在全光信息處理中的應(yīng)

2、用。 本論文第一章簡(jiǎn)要地介紹了bR的性質(zhì)，其中主要介紹了bR分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)、光循環(huán)及基本性質(zhì)等，并簡(jiǎn)要總結(jié)了國(guó)內(nèi)外對(duì)bR材料的研究成果和趨勢(shì)。 第二章主要研究了bR膜的非線性透射特性及在高斯光束束腰位置測(cè)量中的應(yīng)用。將bR的光循環(huán)簡(jiǎn)化為兩態(tài)系統(tǒng)，并在此模型的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出多束不同波長(zhǎng)的光照射下bR膜的透射方程組。對(duì)單波長(zhǎng)光照射bR膜時(shí)的透射特性進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測(cè)量，驗(yàn)證了單波長(zhǎng)光照射下bR膜的非線性飽和透射特性，并首次

3、將其應(yīng)用于高斯光束束腰位置的測(cè)量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論計(jì)算值吻合的很好。 在第三章中，我們主要討論了bR膜的高階靜態(tài)自衍射特性和一階動(dòng)態(tài)自衍射特性。實(shí)驗(yàn)測(cè)量了連續(xù)He-Ne激光(632.8nm紅光)照射bR膜時(shí)的高階靜態(tài)自衍射特性，對(duì)以前的公式進(jìn)行了修正，使得計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果很好的吻合。實(shí)驗(yàn)測(cè)量了三個(gè)代表性波長(zhǎng)(632.8nm紅光、488m藍(lán)光、533nm綠光)的激光照射下bR膜的一階動(dòng)態(tài)自衍射特性，并對(duì)這一現(xiàn)象給出了解釋。