《铌酸锂晶体中瞬态非线性光学过程与光存储特性的研究》

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该项目是国家自然科学基金面上项目,项目编号60208003。铌酸锂晶体是综合性能指标最佳的一种非线性光学晶体,在电光调制、电光开关、光波导、光通讯、声光器件、激光器、倍频及高密度信息存储等方面有着广泛的应用前景。但目前对铌酸锂晶体性质的研究大都局限在连续光作用下,因而我们对铌酸锂晶体的本征缺陷和非本征缺陷结构还不是很清楚,已有的理论模型尚存在较多的争议。利用飞秒脉冲研究非线性光学材料中动态光栅建立的瞬态过程及荧光发光特性已经成为国际科学研究的一个前沿方向。本研究将对在铌酸锂晶体中实现快速全息存储及实现高效率荧光具有突破意义。对双掺镁铒铌酸锂晶体的荧光发光过程进行了研究,提出了荧光增强的淬灭中心抑制模型,并成功将铒在铌酸锂晶体内的发光效率提高了约六倍。掺铒铌酸锂晶体的荧光发光效率相对较低,该研究使得对其在纳秒量级的研究成为可能。相位编码全息存储中常用到的相位码是正交Walsh-Hadamard码,但该码只能用于产生4n维矩阵(其中n为正整数)。并且非2n的码构造起来很耗时。本研究提出了一种全新的幺正码,可以迅速地构造任意(自然数)维的矩阵。大大缩短了相位码的构造时间,并使得现有的空间光调制器能得到最大程度的利用。通过分析铌酸锂晶体中的快速驰豫过程、光致光散射过程、衍射自增强过程以及可能存在的微区,建立了铌酸锂晶体中载流子瞬态输运过程的理论模型。本研究对铌酸锂晶体的生长与处理提供了一个更可靠、更有效的研究途径,并对最终生长出可以实际应用的具有优良超快非线性及优良光存储特性的铌酸锂晶体产生重大影响。在铌酸锂晶体中写入了畴光栅,但畴反转电压依然很高,无法在较厚的晶体内实现,所以目前该方面的研究实用意义不大。

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