雙摻雜近化學(xué)配比LiNbO3-Fe-Mn晶體的光色效應(yīng)及全息記錄研究.pdf

1、自1968年，Chen等人提出將光折變效應(yīng)應(yīng)用于信息的全息存儲以來，全息數(shù)據(jù)存儲技術(shù)受到了人們越來越廣泛的關(guān)注。人們先后對存儲材料、存儲方法、記錄光源、全息固定等作了詳細(xì)的研究。雙色光全息記錄方法的提出，實(shí)現(xiàn)了用全光學(xué)方法進(jìn)行全息存儲的非易失性讀取，這為全息技術(shù)用于實(shí)際的數(shù)據(jù)存儲提供了可能。近年來，隨著晶體生長方法的不斷進(jìn)步，生長和研究光學(xué)性能更加優(yōu)越的近化學(xué)配比LiNbO3晶體倍受青睞。本課題系統(tǒng)地研究了雙摻雜Fe、Mn近化學(xué)配比Li

2、NbO3晶體的光色效應(yīng)、全息存儲性能及其影響因素，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了理論解釋。
　　 本論文研究的近化學(xué)配比LiNbO3:Fe:Mn（SLN:Fe:Mn）晶體是用頂上籽晶熔液生長法制備的，其中錳和鐵的摻雜濃度分別是50ppm:100ppm、50ppm:250ppm和50ppm:500ppm，晶體在氧氣氛圍中以900℃的高溫進(jìn)行了氧化處理，時間分別為6小時、10小時和18小時。課題首先研究了晶體的光色效應(yīng)，測量了晶體經(jīng)波長為405

3、nm的紫光敏化前后的透射譜變化，并用泵浦-探測（泵浦光405nm，探測光633nm）方法，對晶體的光色效應(yīng)動態(tài)過程進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，保持其他條件不變，泵浦光越強(qiáng)，泵浦光致吸收系數(shù)的變化越快，變化值也越大。保持泵浦光不變，F(xiàn)e摻雜濃度越高，泵浦光致吸收系數(shù)的變化速率越大，飽和吸收系數(shù)也越大。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明氧化時間的不同并沒有對結(jié)果產(chǎn)生明顯影響，其原因是晶體被氧化到6小時之后氧化程度已經(jīng)達(dá)到飽和，再長的氧化時間也不會改變其氧化程度。文

4、中利用雙中心模型的電子輸運(yùn)方程組對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了解釋。
　　 課題還研究了晶體的雙色光全息存儲特性。用405nm的紫光作為敏化光，用波長為633 nm的紅光作為記錄光和讀取光束。保持記錄光強(qiáng)固定，敏化光強(qiáng)越小（即Irec/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（Mn濃度不變），衍射效率和記錄靈敏度也越大。這里氧化時間的差異仍然不對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生明顯影響，這與光色效應(yīng)的結(jié)