ce_knsbn晶体光折变特性及其在光学信息处理中的应用(已处理)

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1、Ce_KNSBN晶体光折变特性及其在光学信息处理中的应用南开大学博士学位论文Ce:KNSBN晶体光折变特性及其在光学信息处理中的应用姓名:梁宝来申请学位级别:博士专业:光学工程指导教师:王肇圻2000.4.1摘要摘要船华光折变存储因其造价低廉、操作简便、并行存取和超大存储容量等不可比拟的优点成为当今信息技术的研究热点。晶体是极具应用前途的新型光折变存储材料本文系统的研究了:光折变晶体两波耦合和四波耦合体光栅的非线性特性,并利用晶体的非线性特性在两波耦合和四波耦合相干光学系统实现了图像的边缘增强处理和边缘增强光学相关,同时还研究了:晶

2、体正交偏振光写入体光栅的两波耦合特性和衍射特性。体文工作为深入理解:晶体光折变物理本质和拓宽:光折变晶体在体全息光存储和光学信息处理领域的实际应用提供了理论和实验依据。论文工作主要包括以下几个方面:。一,测量了两波耦合写入体光栅的衍射效率随写入光偏振态、光强比和调制度等的变化规律,首次揭示了光栅衍射效率随光栅条纹调制度的环状非线性衍射规律首次测量了体光栅衍射效率随读出光偏振态和读出方向的变化,发现由于读出光和衍射光之间的能量转移造成光栅衍射效率强烈依赖于读出光的偏振态和读出方向;采用修正耦合波理论对:光折变体光栅衍射效率实验测量结果

3、进行了理论拟合及计算,给出了增益系数、耦合参数的拟合数值,计算了光栅衍射效率随晶体厚度、增益系数、耦合参数的变化规律:为了检验拟合参数的正确性,实验测量了:光折变晶体对于不同偏振光两波耦合增益系数和写入光夹角的关系曲线,的测量值与拟合结果较好的吻合;之后由~实验曲线进一步拟合得到了晶体的电子.空穴对抗率和有效电光系数。。及有效电荷密度。。等参数,根据,。和。。参数计算得到数值,与拟合得到的值吻合;最后在非同时读出条件下测量了光栅衍射效率随写入光强比和写入光夹角的变化关系,衍射效率随写入光强比的变化规律与同时读、出条件下的测量结果基本

4、一致。卜对于不同的光栅条纹调制度测量了光栅衍射效率随总写入光强的变化关系,然后首次在傅里叶变换和菲涅耳变换相干光学系统中利用:两波混频体光栅的非线性特性在参物光强比无反转条件下实现了光学图像的边缘增强处理和边缘增强相关光学模式识别,自相关峰的半南开大学博士生学位论文强度宽明显变窄,系统的相关鉴别率得到显著的提高。侯验结果和计算机模拟结果较好的吻合。、研究了:晶体简并四波混频特性,测量了共轭光光强随总入射光强、参物光强比和光束偏振态的变化规律以及共轭光的时间行为。发现在写入光对于晶体表面法线对称入射情况下,体光栅以透射光栅为主,当入射

5、光全部为光时,出射的共轭光可以获得较大的强度和较短的响应时问,并且随光栅调制度的变化表现出更大的非线性。然后首次利用:四波混频非线性特性在参物光强比无反转条件下实现了光学图像的边缘增强处理和边缘增强光学相关,实验结果和计算机模拟结果较好的吻合。一,,在讵交偏振光记录条件下测量了光栅两波耦合增益系数、光栅衍射效率及光栅响应时间随泵浦光偏振方向与晶体轴夹角的变化规律,荠给了增益系数、衍射效率随变化规律的数值计算结果,,激值计算结果与实验测量值吻合。对偏振光栅响应时间随的变化规律给出了定性解释。.关键词:光折变体光栅,衍射效率,非线性,光

6、学信息处理摘要?,,,.,.?:..,?.,???.:.:?衔,??....?...,.”,..南开大学博士生学位论文..:’、.,?.???‘..:,??..?.,,,.:.?.?,:.,..:,,.第一章绪论第一章绪论§.引言世纪之交,以计算机、通讯网络和数据传输为主体的现代信息技术以空前的速度迅猛发展,人类正以崭新的姿态迈入信息社会。信息被视为“战略资本”,信息的开发和利用已是决定生产力、竞争力和经济增长的关键因素,成为拉动国民经济增长的“火车头”。随着信息科学技术的飞速发展和社会信息的多媒体化,全球的信息量正在以愈来愈快的速

7、度剧增,目前基本已发展成熟的二维平面磁存储器已经不能满足对于高速度、大容量和高分辨率存、取信息日益强烈的需求,超大容量三维体存储器成为信息技术新的研究热点。“‘。光折变存储器是超大容量三维全息体存储器的典型代表【。光折变晶体全息存储的研究始于六十年代。,在最近一、二十年得到迅速发展并丌始走向实用化,这是由于一方面各种类型性能优秀的晶体不断产生和记录系统所需的关键光电子元件不断完善为高密度全息存储提供了可能;另一方面在车辆自动导航、快速指纹识别以及航空航天领域对晶体体全息存储和快速目标识别提出了日益增长的需求”。光折变晶体存储器是利用

8、晶体材料的光折变效应将干涉图案的光强分布变化实时转化为相应的折射率变化,从而实现信息记录。光折变晶体记录的是物体的体相位全息图,衍射效率可以很高,而且记录过程简单,无需任何后处理,记录的全息图既可以擦除重写,又可进行固化定影长期保存。

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