ce_knsbn晶體光折變特性及其在光學信息處理中的應用（已處理）

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1、Ce_KNSBN晶體光折變特性及其在光學信息處理中的應用南開大學博士學位論文Ce:KNSBN晶體光折變特性及其在光學信息處理中的應用姓名:梁寶來申請學位級別:博士專業(yè):光學工程指導教師:王肇圻2000.4.1摘要摘要船華光折變存儲因其造價低廉、操作簡便、并行存取和超大存儲容量等不可比擬的優(yōu)點成為當今信息技術的研究熱點。晶體是極具應用前途的新型光折變存儲材料本文系統(tǒng)的研究了:光折變晶體兩波耦合和四波耦合體光柵的非線性特性,并利用晶體的非線性特性在兩波耦合和四波耦合相干光學系統(tǒng)實現(xiàn)了圖像的邊緣增強處理和邊緣增強光學相關,同時還研究了:晶

2、體正交偏振光寫入體光柵的兩波耦合特性和衍射特性。體文工作為深入理解:晶體光折變物理本質和拓寬:光折變晶體在體全息光存儲和光學信息處理領域的實際應用提供了理論和實驗依據(jù)。論文工作主要包括以下幾個方面:。一,測量了兩波耦合寫入體光柵的衍射效率隨寫入光偏振態(tài)、光強比和調制度等的變化規(guī)律,首次揭示了光柵衍射效率隨光柵條紋調制度的環(huán)狀非線性衍射規(guī)律首次測量了體光柵衍射效率隨讀出光偏振態(tài)和讀出方向的變化,發(fā)現(xiàn)由于讀出光和衍射光之間的能量轉移造成光柵衍射效率強烈依賴于讀出光的偏振態(tài)和讀出方向;采用修正耦合波理論對:光折變體光柵衍射效率實驗測量結果

3、進行了理論擬合及計算,給出了增益系數(shù)、耦合參數(shù)的擬合數(shù)值,計算了光柵衍射效率隨晶體厚度、增益系數(shù)、耦合參數(shù)的變化規(guī)律:為了檢驗擬合參數(shù)的正確性,實驗測量了:光折變晶體對于不同偏振光兩波耦合增益系數(shù)和寫入光夾角的關系曲線,的測量值與擬合結果較好的吻合;之后由~實驗曲線進一步擬合得到了晶體的電子.空穴對抗率和有效電光系數(shù)。。及有效電荷密度。。等參數(shù),根據(jù),。和。。參數(shù)計算得到數(shù)值,與擬合得到的值吻合;最后在非同時讀出條件下測量了光柵衍射效率隨寫入光強比和寫入光夾角的變化關系,衍射效率隨寫入光強比的變化規(guī)律與同時讀、出條件下的測量結果基本

4、一致。卜對于不同的光柵條紋調制度測量了光柵衍射效率隨總寫入光強的變化關系,然后首次在傅里葉變換和菲涅耳變換相干光學系統(tǒng)中利用:兩波混頻體光柵的非線性特性在參物光強比無反轉條件下實現(xiàn)了光學圖像的邊緣增強處理和邊緣增強相關光學模式識別,自相關峰的半南開大學博士生學位論文強度寬明顯變窄,系統(tǒng)的相關鑒別率得到顯著的提高。侯驗結果和計算機模擬結果較好的吻合。、研究了:晶體簡并四波混頻特性,測量了共軛光光強隨總入射光強、參物光強比和光束偏振態(tài)的變化規(guī)律以及共軛光的時間行為。發(fā)現(xiàn)在寫入光對于晶體表面法線對稱入射情況下,體光柵以透射光柵為主,當入射

5、光全部為光時,出射的共軛光可以獲得較大的強度和較短的響應時問,并且隨光柵調制度的變化表現(xiàn)出更大的非線性。然后首次利用:四波混頻非線性特性在參物光強比無反轉條件下實現(xiàn)了光學圖像的邊緣增強處理和邊緣增強光學相關,實驗結果和計算機模擬結果較好的吻合。一,,在詎交偏振光記錄條件下測量了光柵兩波耦合增益系數(shù)、光柵衍射效率及光柵響應時間隨泵浦光偏振方向與晶體軸夾角的變化規(guī)律,薺給了增益系數(shù)、衍射效率隨變化規(guī)律的數(shù)值計算結果,,激值計算結果與實驗測量值吻合。對偏振光柵響應時間隨的變化規(guī)律給出了定性解釋。.關鍵詞:光折變體光柵,衍射效率,非線性,光

6、學信息處理摘要?,,,.,.?:..,?.,???.:.:?銜,??....?...,.”,..南開大學博士生學位論文..:’、.,?.???‘..:,??..?.,,,.:.?.?,:.,..:,,.第一章緒論第一章緒論§.引言世紀之交,以計算機、通訊網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)傳輸為主體的現(xiàn)代信息技術以空前的速度迅猛發(fā)展,人類正以嶄新的姿態(tài)邁入信息社會。信息被視為“戰(zhàn)略資本”,信息的開發(fā)和利用已是決定生產力、競爭力和經濟增長的關鍵因素,成為拉動國民經濟增長的“火車頭”。隨著信息科學技術的飛速發(fā)展和社會信息的多媒體化,全球的信息量正在以愈來愈快的速

7、度劇增,目前基本已發(fā)展成熟的二維平面磁存儲器已經不能滿足對于高速度、大容量和高分辨率存、取信息日益強烈的需求,超大容量三維體存儲器成為信息技術新的研究熱點。“‘。光折變存儲器是超大容量三維全息體存儲器的典型代表【。光折變晶體全息存儲的研究始于六十年代。,在最近一、二十年得到迅速發(fā)展并丌始走向實用化,這是由于一方面各種類型性能優(yōu)秀的晶體不斷產生和記錄系統(tǒng)所需的關鍵光電子元件不斷完善為高密度全息存儲提供了可能;另一方面在車輛自動導航、快速指紋識別以及航空航天領域對晶體體全息存儲和快速目標識別提出了日益增長的需求”。光折變晶體存儲器是利用

8、晶體材料的光折變效應將干涉圖案的光強分布變化實時轉化為相應的折射率變化,從而實現(xiàn)信息記錄。光折變晶體記錄的是物體的體相位全息圖,衍射效率可以很高,而且記錄過程簡單,無需任何后處理,記錄的全息圖既可以擦除重寫,又可進行固化定影長期保存。