Ce∶Cu∶SBN晶体生长及全息存储性能的研究

在SBN中掺杂的w(CeO2)、w(CuO)为0.1%,采用硅钼棒作加热体,以提拉法生长Ce∶Cu∶SBN、Ce∶SBN和Cu∶SBN晶体,测试晶体的衍射效率和响应时间。Ce∶Cu∶SBN晶体的最大衍射效率达65%,响应时间为1.3s,以Ce∶Cu∶SBN晶体作记录元件,以Cu∶SBN晶体作为位相共轭反射镜,实现全息关联存储。Ce∶Cu∶SBN晶体的存储性能优于SBN、Ce∶SBN和Cu∶SBN晶体。其响应速度比Fe∶LiNbO3晶体快一个数量级以上。对Ce离子和Cu离子在SBN晶体的占位和Ce∶Cu∶SBN晶体存储性能增强机理进行探讨。

Cu:Fe:LN晶体光折变性能的研究

在Fe∶LN晶体中掺进不同质量分数(0.08%、0.12%、0.16%)的CuO以提拉法生长Cu∶Fe∶LN晶体,对晶体进行极化,还原或氧化处理后,对晶体的抗光致散射能力,衍射效率,写入时间和擦除时间进行了测试,计算光折变灵敏度和动态范围。结果表明,Cu∶Fe∶LN晶体全息存储性能优于Fe∶LN晶体。以Cu∶Fe∶LN晶体中Cu作为深能级,Fe作为浅能级,可实现双光子全息存储,且衍射效率不随时间发生变化。

Cu:KNSBN晶体生长及其光折变效应的研究

在KNSBN晶体中掺进CuO,采用硅钼棒作加热体,以Czochralsk i技术生长Cu:KNSBN晶体。以二波耦合光路,测试晶体的衍射效率和记录时间,计算折射率变化值Δn。Cu:KNSBN晶体的衍射效率,记录速度和折射率变化值皆高于Fe:L iNbO3晶体。尤其记录速度比Fe:L iNbO3晶体高一个数量级以上。测试Cu:KNSBN晶体位相共轭反射率R和自泵浦位相共轭反射率RC。Cu:KNSBN晶体的自泵浦位相共轭反射率RC值达到64%,是纯KNSBN晶体的二倍。以Cu:KNSBN晶体自泵浦位相共轭镜进行消畸变实验。实验结果表明:输出光波确系输入探测光波的位相共轭光波。

双掺杂铌酸锂晶体的生长及其光折变性质

采用提拉法以固液同成分配比（Ｌｉ２ＣＯ３／Ｎｂ２Ｏ５＝４８．６／５１．４）生长了Ｆｅ掺杂及（Ｚｎ，Ｆｅ）、（Ｍｇ，Ｆｅ）和（Ｃｅ，Ｆｅ）双掺杂ＬｉＮｂＯ３（ＬＮ）单晶。Ｃｅ∶Ｆｅ∶ＬｉＮｂＯ３晶体的质量，指数增益系数和衍射效率皆高于Ｆｅ∶ＬｉＮｂＯ３晶体。所测得（Ｚｎ，Ｆｅ）∶ＬＮ、（Ｃｅ，Ｆｅ）∶ＬＮ、（Ｍｇ，Ｆｅ）∶ＬＮ和Ｆｅ∶ＬｉＮｂＯ３晶体的抗光致散射能力分别为８．２×１０３，３．２×１０２，８．３×１０２和１．２×１０２Ｗ／ｃｍ３；在４８８ｎｍ光进行的光折变实验中还原处理后的（Ｃｅ，Ｆｅ）∶ＬｉＮｂＯ３晶体具有最高的二波耦合增益系数，为４０．２ｃｍ－１，其全息衍射效率可达８２．２％；实验结果表明（Ｚｎ，Ｆｅ）∶ＬｉＮｂＯ３和（Ｍｇ，Ｆｅ）∶ＬｉＮｂＯ３具有抗光散射能力强，响应时间短的特点，而（Ｃｅ，Ｆｅ）∶ＬｉＮｂＯ３的增益系数和衍射效率均为最高，明显优于Ｆｅ∶ＬｉＮｂＯ３晶体。

Li/Nb摩尔比变化对Zr:Fe:LiNbO_3晶体光折变性能的影响

同成分LiNbO3(LN)溶体中掺进摩尔分数为2%的ZrO2和质量分数为0.03%的Fe2O3,从不同Li/Nb摩尔比(0.94,1.05,1.20,1.38,0.85)熔体中用提拉法生长了系列Zr:Fe:LN晶体。测量了晶体的红外光谱、抗光损伤能力、指数增益系数和全息存储性能。结果表明:不同Li/Nb摩尔比的Zr:Fe:LN晶体红外光谱OH-吸收峰出现了3 475,3 478 cm-1和3 486 cm-1 3个新峰。晶体的光折变性能都有不同程度的提高。近化学计量比Zr:Fe:LN晶体(Li/Nb的摩尔比为1.38)的抗光损伤能力比Fe:LN晶体提高2个数量级以上。指数增益系数是Fe:LN晶体的2倍,写入速度比Fe:LN晶体提高1个数量级,光折变灵敏敏度和动态范围皆提高4倍以上。近化学计量比Zr:Fe:LN晶体是优良的光折变和全息存储晶体材料。

[Li]/[Nb]变化的Hf∶Fe∶LiNbO_3晶体光折变性能

为了提高晶体的响应速度和抗光散射能力,利用光致双折射和二波耦合实验,系统地研究了488 nm波长下Hf4+掺杂浓度为阈值摩尔分数4.0%的Hf∶Fe∶LiN b O3晶体中[Li]/[Nb]的变化对其抗光损伤能力和光折变性能的影响。研究结果表明,随着[Li]/[Nb]比的增加,晶体的抗光损伤能力有所减弱,而晶体的光折变性能有了明显提高。与[Li]/[Nb]为0.946的Hf∶Fe∶LiNb O3晶体相比,[Li]/[Nb]为1.200的Hf∶Fe∶LiN b O3晶体的全息光栅衍射效率饱和值增大到80.2%,响应时间缩短到19.7 s,记录灵敏度提高到0.91 cm/J。