《利用诱导互泵浦相位共轭的体全息光栅增强的研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《利用诱导互泵浦相位共轭的体全息光栅增强的研究（62页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摘要摘要利用光折变晶体的自 衍射特性，可以无需对记录光栅固定，而通过特殊 的读出方法使读出时的光栅的平均强度得到有效增强，从而提高衍射效率， 延长读出过程。本文数值求解了以扩散为主晶体中光栅记录时的含时祸合波方程，分析 了空间电荷场振幅随记录时间在晶体中的分布。数值解表明，空间电荷场振 幅随记录时间在晶体中的分布受祸合系数和光强比影响:祸合系数越大，空 间电荷场振幅在晶体中的分布越不均匀，即其分布越陡;而光强比决定了空 间电 荷场振幅随记录时间在晶体中的峰值大小和位置。本文数值求解了以扩散为主晶体中光栅读出时的含时祸合波方程。该方 程组可化为一个积分微分方程求其数值解。数值解表明，在以扩散为主
2、的记 录介质中，其读出过程折射率栅振幅随读出时间在晶体中的分布为一波包形 式，并随读出时间的增加逐渐移出晶体，波包移动的速率即光栅的擦除速率正比 于( r r ) - l ， 即 正比 祸 合系 数 和响 应时间 乘 积的 倒 数。 祸 合 系 数影响 波 包的宽度，光强比只影响初始折射率光栅在晶体中的分布，这和记录时光强比 对折射率栅的分布的影响不同。将诱导互泵浦相位共扼用于读出过程，即利用诱导互泵浦相位共扼组态 产生读出的信号光的相位共扼光，该相位共挑光与读出光共同作用于己记录 的折射率光栅，数值模拟和实验的结果均表明在该双面读出过程中，晶体中 的折射率栅的平均强度得到增强。关健词含时祸合
3、波方程;祸合系数:折射率光栅;双面读出Ab s t r a c tE ff e c t i v e e n h a n c e m e n t o f i n d e x r e f r a c t iv e g r a t i n g c a n b e o b t a i n e d u t i l i z i n g t h e s e l f - d i ff r a c t i o n o f P R C ( p h o t o r e f r a c t i v e c rys t a l ) b y u s i n g s p e c i a l r e a d o u t m
4、e t h o d w i t h o u t fi x i n g t h e g r a t i n g ， w h i c h m a y i n c r e a s e t h e d i ff r a c t i o n e ff i c i e n c y d u r in g r e a d o u t .W e s o l v e d t h e t i m e - d e p e n d e n t c o u p l e d w a v e e q u a t i o n s n u m e r i c a l l y f o r d i ff u s i o n - d
5、o m i n a t e d c rys t a l a n d a n a l y z e d t h e d i s t r ib u t i o n o f s p a c e - c h a r g e f i e l d a m p l i t u d e v e r s u s t h e r e c o r d i n g t i m e . T h e n u m e r i c a l s o l u t i o n i n d i c a t e d t h a t t h e d i s t r i b u t i o n o f t h e s p a c e - c
6、 h a r g e f i e l d a m p l i t u d e a ff e c t e d b y t h e c o u p l e d c o e f f i c i e n t a n d i n t e n s i t y r a t i o . T h e l a r g e r c o u p l e d c o e ff i c i e n t i s , t h e m o r e n o n - h o m o g e n e o u s t h e d i s t r i b u t i o n o f t h e s p a c e - c h a r g
7、 e f i e l d i s , i . e . i t s e n v e l o p i s s h a r p e r . O t h e r w i s e t h e i n t e n s i t y r a t i o d e t e r m i n e s t h e p e a k v a l u e o f t h e s p a c e - c h a r g e f i e l d a m p li t u d e a n d it s s p a t i a l p o s i t i o n .W e a l s o s o l v e d t h e t i
8、m e - d e p e n d e n t c o u p l e d w a v e e q u a t i o n s d u r i n g r e a d o u t f o r t h e d i ff u s i o n - d o m i n a t e d c ry s t a l n u m e r i c a l l y . T h e n u m e r i c a l s o lu t i o n i n d i c a t e d t h a t t h e d i s t r i b u t i o n o f i n d e x r e f r a c t i
9、 v e g r a t i n g a m p l it u d e w i t h r e a d o u t t i m e w a s a w a v e e n v e l o p e i n t h e d i ff u s i o n - d o m i n a t e d c ry s t a l a n d p r o p a g a t i n g f r o m t h e i n c i d e n t s i d e t o t h e e x i t s i d e o f t h e c rys t a l . T h e v e l o c i t y o f
10、t h e p r o p a g a t i o n i sp r o p o r t io n a l t o t h e v a lu e 份) 一 ， ,i .e . t h e r e c i p r o c a l v a lu e o f p r o d u c t o f c o u p le dc o e ff i c i e n t a n d r e s p o n s e t i m e o f t h e c r y s t a l . T h e c o u p l e d c o e f f i c i e n t a ff e c t e d t h e w i
11、 d t h o f t h e w a v e e n v e l o p e w h i l e t h e in t e n s i t y r a t i o o n l y d e t e r m i n e s t h e i n it i a l d i s t r i b u t i o n o f t h e r e fr a c t i v e i n d e x g r a t i n g d i ff e r e n t fr o m t h a t o f t h e i n t e n s i t y r a t i o t o t h e d i s t r i
12、b u t io n o f in d e x r e fr a c t iv e i n d e x g r a t in g d u r in g r e c o r d i n g .W e e x p l o r e d t h e i n d u c e d m u t u a l l y p u m p e d p h a s e - c o n j u g a t e c o n f i g u r a t i o n i n r e a d o u t p r o c e s s , i n w h i c h t h e p r o d u c e d p h a s e -
13、 c o n j u g a t e b e a m o f t h e d i ff r a c t e d b e a m a c t o n t h e r e c o r d e d r e f r a c t iv e i n d e x g r a t i n g t o g e t h e r w i t h t h e r e a d i n g b e a m . T h i s t w o - s i d e r e a d o u t b r i n g s t h e i n c r e a s e d o f t h e a v e r a g e i n t e n
14、 s i t y o f r e f r a c t i v e i n d e x g r a t i n g . K e y w o r d s t i m e - d e p e n d e n t c o u p l i n g w a v e e q u a t i o n ; c o u p l i n g c o e ff i c i e n t ;r e fr a c t iv e i n d e x g r a t i n g ; t w o - s id e r e a d o u t. n第1 章 绪论1 . 1 引言传统的全息存储已不能满足生产技术的要求，近年来发展起来
15、的光折变 体全息存储是实现大容量、高密度存储的有效途径。国内外许多研究机构和 学校争相开发以 光折变晶体为存储介质的海量存储器。但光折变存储也存在自 身的不足，即光折变体全息图的保存时间的问 题。以体全息光栅形式存储在晶体中的信息在读出时会被逐渐抹除，造成信 息的丢失和减弱.对于这个问 题人们采取了 各种方法来固定或增强体全息光 栅。1 .2 光折变体全息存储研究概况光折变晶体是一种独特的非线性光学材料。最早人们在妮酸铿晶体中发 现强光辐射使晶体的折射率发生改变，人们称之为光损伤( 1 1 ，并且这种损伤 还相当顽固，在暗光处能保持较长的时间而不被擦除。正是这种特性使得它 可以做为一种非常优良
16、的存储材料。光折变晶体用于体全息存储介质有很多 的优点:I存储密度高。光学全息存储是采用三维体存储而不是面存储，因而具 有极大的存储密度。据计算，三维体存储情况下允许的存储和处理容量比二 维存储大二到三个数量级。2并行程度高。由于光束可以携带图像，即二位数据页，通过对照明光 束波面的二维调制， 可以 很方便进行井行输入输出 和数据传输。3抗电 磁干扰。此外，光学全息存储还具有高冗余度、高的数据传输率 和很短的数据存储时间、可进行并行寻址等特点。通过各种复用技术可以 极大的 提高体全息存储的密度。其中最常用的一 种是角度复用。体积全息图的角度选择性使得不同的信息页面可以非相干的 叠加在同一空间区域，存储在材料的共同体积中，相互之间用不同的参考光 角度加以区别。这种复用方式称为角度复用( 或角度编码) ，是使用最早、研 究最充分的复用技术。记录时的物光束可以是页面的傅立叶变换( 准确的或一一一一 n 泛毖A t * 数 1 -* R是 离 焦的 ) ， 也 可以 是 成 像 光 束。 每 个 全息图 用 各自 不同 的 物 光 和参 考 光 夹 角写入和读出， 但都采用固定的
