In-Fe-Cu-LiNbO3晶體光折變及雙色全息存儲(chǔ)特性的研究.pdf

1、光折變LiNbO3晶體以其存儲(chǔ)密度高、傳輸速度快和可擦除重寫(xiě)等方面的優(yōu)勢(shì)，成為了一種頗具潛力的全息存儲(chǔ)材料。但是，晶體的響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、抗光散射能力低和讀取過(guò)程中讀出光對(duì)全息的擦除等缺點(diǎn)已成為影響體全息存儲(chǔ)技術(shù)實(shí)用化中的一些關(guān)鍵問(wèn)題。摻入抗光散射離子是改善LiNbO3晶體光折變性能的有效途徑，而雙色全息存儲(chǔ)技術(shù)又是克服光折變晶體存儲(chǔ)信息揮發(fā)性的有效方法。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、臝n離子在In:Fe:Cu:LiNbO3晶體中的占位情

2、況可以通過(guò)紫外—可見(jiàn)光吸收邊和紅外OH-吸收峰的移動(dòng)情況來(lái)判斷。當(dāng)In離子的摻雜濃度低于其閾值濃度時(shí)，晶體的紫外-可見(jiàn)光吸收邊隨著In離子濃度的增加發(fā)生紫移，紅外OH-吸收峰沒(méi)有發(fā)生變化。當(dāng)In離子的摻雜濃度超過(guò)其閾值濃度時(shí)，吸收邊則發(fā)生紅移，并且OH-吸收峰發(fā)生紫移。分析表明 In離子的摻雜濃度低于其閾值濃度時(shí)，In離子取代占據(jù)鋰位的反位鈮[NbLi]4+；而當(dāng)摻雜濃度達(dá)到閾值濃度時(shí)，反位鈮[NbLi]4+完全被取代，In離子將取代晶

3、格中正常的Li位和Nb位。
　?、评猛干涔獍呋兎▽?duì)In:Fe:Cu:LiNbO3晶體的抗光散射能力進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。相比于Fe:Cu:LiNbO3晶體，In的摻入使晶體的抗光散射能力提高了兩個(gè)數(shù)量級(jí)。在In(1mol.％):Fe:Cu:LiNbO3晶體中，生長(zhǎng)態(tài)晶體的抗光散射能力比氧化態(tài)晶體的抗光散射能力低，但比還原態(tài)晶體的抗光散射能力高一個(gè)數(shù)量級(jí)。
　　⑶利用二波耦合光路對(duì)In:Fe:Cu:LiNbO3晶體在532nm波

4、長(zhǎng)下的光折變性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在相同的光強(qiáng)下，隨著晶體中摻In濃度的增加，指數(shù)增益系數(shù)減小，衍射效率降低；但是晶體的響應(yīng)時(shí)間縮短，光折變靈敏度提高，通過(guò) In摻雜可以有效的調(diào)控其光折變綜合性能。分析表明摻In的LiNbO3晶體中由于有效載流子數(shù)目的減少導(dǎo)致其光折變效應(yīng)減弱，同時(shí)由于光電導(dǎo)的提高，使得晶體的響應(yīng)時(shí)間縮短了。
　?、壤秒p色全息存儲(chǔ)技術(shù)，采用488nm的藍(lán)光作為敏化光和633nm的紅光作為記錄光對(duì)In(

5、0,1mol.%):Fe:Cu:LiNbO3晶體進(jìn)行了非揮發(fā)性全息存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)，詳細(xì)研究了In離子的摻入、預(yù)照明處理、記錄光和敏化光之間的光強(qiáng)比以及氧化還原處理對(duì)非揮發(fā)性全息存儲(chǔ)的影響。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)與Fe:Cu:LiNbO3晶體相比，In的摻入使晶體的響應(yīng)時(shí)間縮短，記錄靈敏度提高。同時(shí)，預(yù)照明處理也大大地增加了晶體的記錄靈敏度。隨著光強(qiáng)比的減小，飽和衍射效率和固定衍射效率都先增大后減小，而記錄靈敏度一直增大，最終達(dá)到飽和值。在In(1mol