晶体光折变实验

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,晶体光折变效应,与光学储存,Crystal photorefractive effect,and optical storage,刘文朴,1610250,1,目录,content,概念简介,效应机理,实验原理,实验内容,2,3,晶体,光折变效应,Crystal,photorefractive effect,概念简介,概念简介,4,光折变效应,：,又称光致折射率变化。指光折变材料在光辐照下，会引起光波的振幅、相位、偏振甚至频率的变化。,贝尔实验室发现强光辐射会影响晶体折射率的变化，称其为,“,光损伤,”,。并且这种损伤在暗处可以保留相当长时间，直到后来人们发现这种损伤可以用,均匀光照或加热,去除，才更名为光折变效应或光致折射率变化。,本,实验以,掺铁铌酸锂,为样品，观察晶体光折变效应。,5,晶体,光折变效应,Crystal,photorefractive effect,效应机理,光折变效应机理,6,电光晶体内的,杂质，空位或缺陷,充当电荷的施主或受主。当晶体在光辐照下，光,激发电荷,进入邻近能带。光激发载流子顺浓度梯度扩散，或,漂移,或,运动,。经过再激发，再迁移，再俘获，最后,离开光照区,，定居于暗光区。,光折变效应机理,7,形成与光强分布相对应的,空间电荷分布,，这些电荷按照,泊松方程,，产生相应的空间电荷场。从而显著地引起,晶格畸变,。在晶体内形成,折射率在空间的调制变化,，或者说在晶体内写入,体位相光栅,。,8,晶体,光折变效应,Crystal,photorefractive effect,实验原理,光折变材料,：,LiNbO,3,:Fe,。光激发的载流子主要是晶体中杂质，即铁离子。,晶体内惨入少量的,可变价铁杂质,，它们以,Fe,2+,和,Fe,3+,的形式进入晶格，在光辐照下,Fe,2+,被电离成,Fe,3+,，激发至导带中的光电子迁移到暗区,Fe,3+,俘获形成,Fe,2+,，导致了空间电荷分离，最终形成位相栅。,光折变效应,实际,是,Fe,2+,和,Fe,3+,杂质,按光强重新分布,的结果。,全息图的写入,：参考光束与信号光束在光折变晶体中相干写入全息图。,实验原理,光存储,实验,9,大容量、并行性、实时性、可循环使用、选择性、可接受的暗存储时间。,实验原理,光折变全息存储特点,10,11,晶体,光折变效应,Crystal,photorefractive effect,实验内容,（一）观察LiNbO3：Fe晶体光折变现象。,（二）利用双光束耦合方法观察晶体光折变效应形成的衍射光,栅的衍射现象，并测量晶体的样品的衍射效率。,（三）在LiNbO3：Fe晶体样品中写入和读出图像,实验内容,内容,12,实验内容,实验装置,13,1. 启动激光器，在实验台上安排好仪器、光学元件位置，调节,光路等高；,2. 棱镜前放置1/2波片，反复转动改变偏振方向，用光功率计,测量两束光的光功率基本相等；,3. 棱镜信号光后放置偏振片以及激光功率计，调节偏振片直到,功率最大，这时偏振方向水平；,4. 分束镜参考光后放置半波片和平行方向的偏振片和激光功率,计，调节半波片使得功率最大，这时偏振方,向也平行,实验内容,方案,14,5. 在其中一光路中依次加入扩束镜、透镜和物，移动光屏位置，,将其放在焦面处；,6. 调节反射镜的位置和角度，使交叠在样品上的两束光光程大,致相同；,7. 参考光路放衰减片，在光屏位置处替换样品，样品前放一张,纸条，使得两光点很好重合；,8. 打开CCD写入一段时间后，遮蔽物光，可发现在显示器上依,然可以看到清晰的物象,。,实验内容,方案,15,近代物理实验教材,参考文献,16,