近化學計量比LiNbO3-Fe晶體的光致電荷輸運過程及全息記錄研究.pdf

1、光學體全息存儲技術由于具有存儲容量大、密度高、并行傳輸、冗余度高、尋址速度快等諸多優(yōu)點，在存儲技術競爭中越來越顯露出巨大的優(yōu)勢和良好的發(fā)展前景，受到人們的廣泛關注。雙色光全息記錄方法的提出，實現(xiàn)了全息存儲的非易失性讀取。影響全息存儲的主要因素是存儲材料，尋找好的存儲材料成為研究體全息存儲的焦點。自人們發(fā)現(xiàn)鈮酸鋰（LiNbO3）晶體的非線性光學效應，LiNbO3晶體在全息存儲中得到廣泛關注，也成為國際研究的熱點，優(yōu)化LiNbO3晶體是當前

2、全息存儲研究的首要任務之一。
　　本文實驗中所使用的近化學計量比LiNbO3:Fe晶體是用頂上籽晶熔液生長法制備的，其中摻雜Fe濃度分別是3ppm、5ppm、10ppm、25ppm、50ppm和100ppm,首先測量了晶體的光譜特性和居里溫度，分析了晶體的組分、以及雜質的氧化/還原狀態(tài)，然后用泵浦（365nm）-探測（632.8nm）法研究了LiNbO3:Fe晶體的紫外光致吸收的穩(wěn)態(tài)和時間演化過程特性。由于Fe的摻入可能會使光致吸

3、收衰減時間發(fā)生變化，嘗試對衰減部分進行擬合，結果表明光致吸收的暗衰減過程是以擴展指數(shù)的形式衰減，并測量了衰減時間常數(shù)（即小極化子的壽命）和擴展因子隨泵浦光強的變化。根據電子的輸運方程，我們對電子輸運方程進行數(shù)值求解，模擬LiNbO3:Fe晶體的光致吸收的全過程及其穩(wěn)態(tài)和時間演化過程特性，與實驗結果符合較好。
　　其次，課題研究了LiNbO3:Fe晶體的雙色全息存儲特性，用中心波長為365nm的紫外光作為敏化光，用波長632.8nm

4、的紅光作為記錄光和讀取光。保持記錄光不變，敏化光強越小（即Irec/Isen越大），晶體的記錄靈敏度越小，但飽和衍射效率越大。在光強比不變的情況下，摻Fe濃度越大的晶體，衍射效率和記錄靈敏度也越大。從實驗結果中發(fā)現(xiàn)，摻Fe濃度為50ppm和100ppm的LiNbO3晶體的記錄靈敏度出現(xiàn)不同的結果，對此我們給出了解釋。
　　本論文對LiNbO3:Fe晶體的紫外光致吸收和全息存儲性能進行了系統(tǒng)的實驗研究，這對理解光致吸收過程中電荷的輸