LiNbO3:Fe晶体光栅擦除及空穴在光折变过程中的作用
文献类型：学位论文
| 作者 | 朱荣 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2006 |
| 授予单位 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 |
| 导师 | 刘立人 |
| 关键词 | 光折变效应 光栅擦除 电子空穴模型 |
| 中文摘要 | 光折变材料是一种潜在的全息存储介质，其中LiNbO3:Fe晶体由于具有较大的灵敏度和较高的衍射效率而得到广泛的研究。目前在光折变光栅全息记录和固定方面都已经取得了较大的进展，比如对于全息光栅固定，如热固定、电固定和光固定等，都已经取得了较大的成功，尤其是光固定方法，由于其具有全光性和实时特点而得到广泛的研究和应用。然而在光折变过程中，光栅擦除也是一个非常重要的方面，许多光折变材料性能表征和光折变模型需要通过光栅擦除实验来确定和验证。但是目前的研究工作主要集中的光折变光栅记录和光栅固定方面，而对光栅擦除方面的研究相对较少。有鉴于此，本论文主要论述了LiNbO3:Fe晶体光栅擦除理论和实验方面的一些工作，并通过光栅擦除实验确定了空穴的存在以及其对光折变的作用，主要内容包括： (1) 采用红光在三块不同氧化度掺铁铌酸锂晶体上记录光栅，并采用不同的红光光强擦除光栅，并对其中强氧化晶体中的光栅采取不同的波长擦除光栅以研究光栅衰减对晶体氧化度，擦除光强以及波长的依赖关系。同时将这些记录了光栅的晶体置于无光照处，采用弱光实时监测其衍射效率的衰减以研究光栅的暗擦除规律。并通过数值计算给予说明。研究表明：光擦除灵敏度P与擦除光强无关，与晶体氧化度成线性关系,可以采用光擦除来确定晶体的氧化度；对强氧化LiNbO3:Fe晶体在不同波长条件下光栅擦除情况研究表明lnP与擦除波长λ成线性关系；在短波长区域，由于空穴被激发，强氧化LiNbO3:Fe晶体的光栅擦除速率远远大于由电子模型所确定的结果，同时我们给出了电子电导和空穴电导随波长的变化曲线；对光栅暗衰减的研究表明，存在着合适的Fe含量和氧化度以获得最大的衰减时间常数，同时，光栅间距越大，晶体质子含量越低，光栅暗衰减越缓慢。 (2) 在还原LiNbO3:Fe晶体中采用红光记录上全息光栅，并采用不同的波长擦除光栅以讨论晶体吸收对光栅擦除的影响。研究表明：光对晶体掺杂的激发和晶体对光的吸收是光栅擦除过程中的两个矛盾因素，它们导致了光栅擦除时间最小值的出现。光栅衰减时间常数在晶体内连续分布，在晶体的光束输出端测得的光栅总的衰减行为是扩展指数规律的。通过光栅擦除实验，我们得到最佳的晶体吸收ad=5，借此可以得到较高的灵敏度和较大的光栅强度。 (3) 引入了电荷可交换的电子-空穴竞争模型研究了双掺LiNbO3:Fe:Mn晶体的紫外光折变效应，在该模型中，电子和空穴都可以分别从掺杂中心被激发至导带和价带。理论计算表明：在紫外光记录条件下，LiNbO3:Fe:Mn晶体的衍射效率表现出振荡行为，这种衍射效率紫外振荡起源于电子和空穴的竞争导致的相位角的振荡，它明显不同于强空间电荷场引起的衍射效率振荡。本课题组的实验结果验证了模拟预测结果。 |
| 语种 | 中文 |
| 源URL | [http://ir.siom.ac.cn/handle/181231/15450]  |
| 专题 | 上海光学精密机械研究所_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 朱荣. LiNbO3:Fe晶体光栅擦除及空穴在光折变过程中的作用[D]. 中国科学院上海光学精密机械研究所. 2006. |
入库方式： OAI收割
来源：上海光学精密机械研究所
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