基于數字圖像分析技術的鈮酸鍶鈣鋇晶體的全息存儲特性研究.pdf

1、光學體全息存儲技術作為最有特色和最有潛力的存儲技術，成為光學存儲領域的研究重點。具有鎢青銅結構的鈮酸鹽晶體許多是優(yōu)良的光折變材料，鈮酸鍶鈣鋇晶體（分子式(Ca0.28 Ba0.72)，（Sr0.60Ba0.40）1-xNb2O6，簡寫為CSBN）是由山東大學晶體材料國家重點實驗室新近生長的一種具有鎢青銅結構的鈮酸鹽。CSBN晶體屬于四方晶系，點群4mm，空間群為P4bm;具有非中心對稱，類似SBN結構。根據CSBN晶體通式中下標x的不同

2、取值，可獲得不同類型的CSBN晶體，如CSBN25(x=0.25)，CSBN50(x=0.50)和CSBN75(x=0.75)，本論文主要研究CSBN50晶體。
　　 數字圖像處理技術應用于精密測量領域形成了一種新的測量技術--圖像測量技術，具有高分辨率、高速度、動態(tài)范圍大、信息量豐富和自動化等諸多優(yōu)點。本文改進了傳統(tǒng)光全息存儲實驗系統(tǒng)，研究了新型鈮酸鍶鈣鋇晶體的全息存儲特性，并結合圖像測量技術的上述優(yōu)點，處理實驗結果圖像，分析

3、實驗現(xiàn)象形成的原因。具體內容包括以下幾個方面：
　　 首先測量CSBN50晶體全息存儲性能，以確定晶體全息存儲實驗最佳條件。采用兩波耦合的實驗方法，在一定條件下測量了CSBN25、CSBN50晶體的衍射效率，通過對CSBN晶體能量轉換關系圖的分析，畫出CSBN25晶體、CSBN50晶體的衍射效率與兩光束入射夾角的關系曲線，發(fā)現(xiàn)晶體衍射效率最大時，兩光束夾角約為25；隨后在相同的實驗條件下，以CSBN50晶體為存儲介質，利用圖像采

4、集軟件記錄了細銅線的衍射光隨時間變化的圖像，從記錄圖像中發(fā)現(xiàn)，再現(xiàn)衍射光斑清晰可見，隨著時間延長再現(xiàn)衍射光從中心開始向四周逐漸變暗。通過對再現(xiàn)衍射光的分析，得到CSBN50晶體擦除時間約為55s。最終確定CSBN50晶體全息存儲實驗最佳物光和參考光的夾角為25，即晶體衍射效率最大時兩光束夾角位置。
　　 設計晶體體全息存儲實驗系統(tǒng)，包括光路的設計、系統(tǒng)各個部分的協(xié)調等，改進傳統(tǒng)光全息存儲實驗系統(tǒng)，優(yōu)化實驗光路，降低實驗成本。用C

5、++Builder5.0開發(fā)了一套相關的圖像接收與處理系統(tǒng)，實現(xiàn)圖像自動存儲、實時接收與實時處理，提取圖像信息，突出圖像特征，以分析實驗現(xiàn)象形成的原因。
　　 利用改進的實驗系統(tǒng)，進行CSBN50晶體體全息存儲實驗，在整個全息存儲再現(xiàn)過程中發(fā)現(xiàn)兩個比較特殊的實驗現(xiàn)象：一是再現(xiàn)圖像隨時間由中心向四周逐漸變暗；二是再現(xiàn)過程中圖像出現(xiàn)邊緣增強現(xiàn)象。采用數字圖像處理的方法，分析再現(xiàn)圖像的灰度，并構造再現(xiàn)圖像的三維顯示圖，得出再現(xiàn)圖像隨時