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1、晶体光折变效应与光学存储,魏潇赟 1210304,实验目的,以掺铁铌酸锂晶体为实验样品，观察晶体光折变效应现象学习研究光折变效应的实验方法并利用光折变效应进行光学图像存储 设计、优化实验光路 研究曝光时间对衍射效率的影响 研究写入光强对衍射效率的影响 研究写入光夹角对衍射效率的影响,实验原理,光折变效应机理 电光材料在光辐照下，折射率随光强的空间分布而发生变化的现象称为光折变效应。 光激发载流子因浓度梯度扩散，或在电场作用下漂移，或由光伏效应（光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差）而运动，形成与光强分布相对应的空间电荷分布，根据泊松方程，形成空间电场，引起晶格畸变，通过线性电光效应形成折
2、射率在空间的调制变化，或说在晶体内写入相位光栅，光束的读写过程是同时进行的,实验原理,光存储实验原理 实验中用掺铁铌酸锂晶体中发生的光折变过程，是 2+ 和 3+ 杂质按光强重新分布的过程。 2+ 3+ + e 参考光束与物光束在光折变晶体中相干写入全息图。 透射函数 A 10 A 20 exp(ik) 当用参考光 A 10 exp( ik 1 )读取时，衍射光为 A 10 A 20 exp( ik 2 ) 即为物光的再现。,光辐照,暗区,光折变存储特性,光折变全息存储特点 大容量:理论存储容量1/ 3 并行性:一页全息图的信息量很大，作为一个全息图可一次全部存入 实时性：不需要显影，定影 可
3、循环使用：在均匀光辐照或升温均可全部擦洗 选择性：利用布拉格选择性，可进行有选择的检索 可接受的暗存储时间：=/ 0 , 0 为暗电导率。由于铁电晶体暗电导率，存储时间为10小时几周，且光栅固定可产生长期存储,实验装置,全固态绿光激光器、减光镜、分束棱镜、掺铁LiNbO3晶体样品、激光功率计、CCD摄像机、计算机、1/2波片、偏振棱镜、快门、反光镜、透镜等。,实验内容,在晶体内写入和读出图像 在同一块光折变晶体内，通过调整参考光的入射角度，可以实现多个全息图的叠置存储。每个图像分别与一定的布拉格角相关联。本实验运用角度编码进行写入与读出。 设计、优化实验光路 研究曝光时间对衍射效率的影响 研究
4、写入光强对衍射效率的影响 研究写入光夹角对衍射效率的影响,实验步骤,启动激光器电源。 在实验台上安排好仪器和光学元件位置，调整光路等高，调整衰减器使样品前光强为20mw。 调整1/2波片，使两束光的光功率基本相等。 调节反射镜位置和角度，使交叠在样品上的两束光等光程，调节偏振方向平行并垂直于台面。 在两光束交叠处放上样品，观察衍射现象 加入扩束透镜和底片，进行多图像写入与读出，使用CCD摄取图像，存入计算机,实验步骤,双光束耦合观察衍射，衍射效率 = 1 10 = 2 20 改变底片曝光时间，观察计算衍射效率 改变衰减片的衰减系数，使到达样品的光强改变 从而研究光强对衍射效率的影响 旋转晶体，验证写入光夹角对衍射效率的影响,谢谢。,
