In-Fe-Cu-LiNbO3晶體的藍光光折變與雙波長非揮發(fā)全息存儲.pdf

1、光學體全息存儲器以其存儲容量大、數(shù)據傳輸速率高、信息尋址速度快等優(yōu)點，在現(xiàn)代存儲技術競爭中顯示出巨大的優(yōu)勢和良好的發(fā)展前景。鈮酸鋰晶體因其良好的光折變性能成為非常重要的體全息存儲材料，但鈮酸鋰晶體存在的響應速度慢、散射噪聲強、讀出過程的揮發(fā)性等缺點制約了體全息存儲器的發(fā)展。因此，改良和優(yōu)化鈮酸鋰晶體，進而提高體全息存儲器的整體性能已成為當前體全息存儲領域的首要研究課題。本文以新型 In:Fe:Cu:LiNbO3晶體為研究對象，從其缺陷結

2、構出發(fā)，研究了雙中心雙波長光折變光柵的形成機理，進而研究了影響體全息存儲性能的因素以及優(yōu)化條件，并以此為基礎搭建了雙波長體全息存儲系統(tǒng)，進行多重復用體全息存儲的研究。
　　通過紅外OH-吸收譜、紫外-可見光吸收光譜、ICP-AES以及差熱分析等實驗手段，詳細研究了In:Fe:Cu:LiNbO3晶體的缺陷結構以及離子的占位情況。由分析結果可知，In3+離子摻雜濃度低于閾值濃度時，首先占據NbLi4+的鋰位，當In3+離子的濃度達到閾

3、值后，將進入正常的鈮位。在我們的樣品中，F(xiàn)e和 Cu一直占據正常的鋰位。
　　基于Kukhtarev雙中心帶輸運模型，建立In:Fe:Cu:LiNbO3晶體的藍光雙波長非揮發(fā)存儲理論模型，推導出空間電荷場的穩(wěn)態(tài)解、非揮發(fā)記錄靈敏度以及動態(tài)范圍的解析解，利用數(shù)值方法模擬該晶體中的雙波長非揮發(fā)體全息存儲動力學行為。模擬結果表明，記錄光在深淺能級直接記錄的特點、兩能級中光柵同相位的特點以及強的吸收使 In:Fe:Cu:LiNbO3晶體中

4、雙波長非揮發(fā)光折變性能相比于雙色非揮發(fā)光折變性能有很大的提高。
　　針對記錄材料光致光散射特性的定量描述問題，提出光致光散射曝光能量流閾值效應，即光致光散射是入射光光強對時間的累積效應。通過相應的實驗研究進行驗證，并將其應用于 In:Fe:Cu:LiNbO3晶體的光致光散射研究，研究In3+離子摻雜濃度、氧化還原處理、[Li]/[Nb]比以及入射光波長對晶體光致光散射曝光能量流閾值的影響機理。同時基于晶體的光致光散射曝光能量流閾值

5、效應，進行了多重復用體全息存儲的實驗研究，獲得了理想的再現(xiàn)效果。
　　利用二波耦合實驗裝置，對 In:Fe:Cu:LiNbO3晶體的488nm藍光光折變特性進行研究，發(fā)現(xiàn)In:Fe:Cu:LiNbO3晶體的藍光光折變增強特性。隨著In3+離子的摻雜以及濃度的增加，晶體的光折變效應增強：折射率調制增大，響應時間縮短，二波耦合增益增大，靈敏度提高，動態(tài)范圍增大。這種增強特性是由于其內部缺陷結構的變化以及藍光的高能量所引發(fā)的。另外，通過