抗光散射雙摻鈮酸鋰晶體全息存儲特性及其應(yīng)用研究.pdf

1、海量光學(xué)體全息存儲器因為具有存儲容量大、全面并行處理方式、數(shù)據(jù)傳輸速率快等優(yōu)勢而成為提高數(shù)字信息存儲能力的主要發(fā)展方向。為了尋找適合532nm波段的光折變晶體，本文以摻入抗光散射離子M=Zn，Mg，In，Sc的摻鐵鈮酸鋰晶體為研究對象，從不同角度研究了雙摻M：Fe：LiNbO3晶體的性質(zhì)。 抗光散射離子在雙摻M：Fe：LiNbO3晶體中的占位情況可以通過紫外-可見光吸收邊和紅外OH-吸收峰的平移情況來判定。當M在M：Fe：LiN

2、bO3晶體中的摻雜濃度小于各自的閾值濃度時，相對于單摻Fe：LiNbO3晶體，雙摻M：Fe：LiNbO3晶體的吸收邊發(fā)生紫移，而紅外OH-吸收峰的位置幾乎沒有移動；當M的摻雜濃度高于閾值時，吸收邊會發(fā)生不同程度的紅移，同時OH-吸收峰發(fā)生紫移。由此可以判定，抗光散射離子摻雜濃度低于閾值濃度時，M離子將取代晶格中反位鈮[NbLi]4+位置；而當摻雜濃度高于閾值時，M將占據(jù)晶格中正常的鋰位和鈮位。 為了實現(xiàn)體全息存儲器小型化，應(yīng)該選

3、擇體積小、穩(wěn)定性高的二極管泵浦倍頻固體(DPSS)激光器作為光源。本文比較了DPSS工作波長532nm下雙摻M：Fe：LiNbO3晶體的吸收率、靈敏度和抗光散射能力，并且利用角度復(fù)用的方式比較了各種晶體的擦除性能。實驗結(jié)果表明，Zn(2mol.％)：Fe(0.03wt.％)：LiNbO3晶體因為具有合適的吸收率、高靈敏度和抗光散射能力，不顯著的擦除效應(yīng)等優(yōu)點，成為532nm波長下海量光學(xué)體全息存儲器的首選存儲介質(zhì)。我們以該晶體作為存儲材

4、料，利用角度復(fù)用技術(shù)進行了海量光學(xué)體全息存儲，實現(xiàn)了4Gbit/cm2的16級灰度圖像的存儲，并完成了3×33陣列的相關(guān)識別，對庫內(nèi)圖像的識別率為100％。 還原處理是通過改變晶體內(nèi)高價和低價離子的相對濃度來改變晶體性能的。還原處理后的Zn：Fe：LiNbO3晶體，紫外-可見光吸收邊產(chǎn)生紅移，532nm波長下吸收系數(shù)增大，響應(yīng)時間縮短，增益系數(shù)增加；同時，衍射效率降低，抗光散射能力減弱。另外，在還原態(tài)Zn：Fe：LiNbO3晶體