光折變高階衍射特性與相位編碼復用全息存儲.pdf

1、光折變效應(photorefractiveeffect)是貝爾實驗室的Ashkin等人于1966年發(fā)現(xiàn)的一種光學效應。他們將激光束聚焦在鐵電材料（LiNbO3和LiTaO3）上進行光倍頻實驗時發(fā)現(xiàn)材料的折射率會發(fā)生改變。隨著研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)這種效應在全息數(shù)據存儲與處理方面有著重要的應用價值。
　　本文對光折變材料的高階衍射特性進行了深入研究，從Raman-Nath衍射理論出發(fā)，給出小角度入射下二波耦合中的折射率最大變化值與衍射

2、光相對強度的關系。給出存在和不存在相位轉移時，不同波長的探測光在正入射和斜入射情況下各階衍射光的衍射角度及相對光強分布。在忽略吸收的情況下，給出二波耦合各階衍射光的強度分布。從理論上解釋了高階衍射光強度發(fā)生震蕩的原因，在實驗上驗證了薄光折變材料在小角度二波耦合中形成的光柵衍射為Raman-Nath衍射。
　　利用光折變聚合物(PVK:5CB:C60)樣品實現(xiàn)小角度全息存儲實驗，分別給出了樣品置于焦平面前、焦平面后、焦平面上三種情況

3、下的實驗結果。實驗結果表明信號光圖像的高階衍射圖像相對于信號光圖像分別被放大、縮小和旋轉。利用摻雜甲基紅(MR)的液晶(5CB)樣品，實現(xiàn)了小角度存儲實驗，并記錄了永久光柵，用不同波長的探測光垂直樣品表面入射，再現(xiàn)了高階衍射圖像。建立了光折變材料中小角度二波耦合存儲及再現(xiàn)高階衍射理論，理論與實驗符合很好，表明了光折變高階衍射用于圖像處理是可行的。觀察到了高階衍射圖像的疊加、耦合及高階衍射光與入射光之間的耦合。
　　從光折變材料的高

4、階衍射特性出發(fā)設計了一種全新的光折變高階衍射分束器。利用He-Ne激光器通過小角度二波耦合方法在光折變晶體LiNbO3上制作了一維光折變高階衍射分束器，利用半導體激光器通過小角度多波耦合方法在光折變聚合物材料上制作了二維光折變高階衍射分束器。利用三種不同波長（632.8nm,432.0nm和488.0nm）攜帶圖像信息的入射光進行了分束實驗，給出了不同波長下的分束實驗結果，實驗表明高階衍射分束器可以把攜帶圖像信息的入射光分成多個等大且等

5、間距的出射光，實驗效果良好，并對不同波長入射光的分束結果進行了比較。對分束器置于焦平面前、焦平面后及焦平面上的分束結果進行了研究，并在理論上討論了高階衍射光束的光強分布和位置分布。討論了光折變材料厚度和讀出光的入射角度對高階衍射光強度分布的影響，理論和實驗結果都表明光折變高階衍射分束器是一種實用的光學分束器。
　　提出了旋轉柱面透鏡相位編碼復用全息存儲方法。從理論和實驗兩方面分析了這種方法的交擾問題，給出了柱面透鏡旋轉最小角度的實