基于數(shù)字圖像分析技術(shù)的鈮酸鍶鈣鋇晶體的全息存儲(chǔ)特性研究.pdf

1、光學(xué)體全息存儲(chǔ)技術(shù)作為最有特色和最有潛力的存儲(chǔ)技術(shù)，成為光學(xué)存儲(chǔ)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。具有鎢青銅結(jié)構(gòu)的鈮酸鹽晶體許多是優(yōu)良的光折變材料，鈮酸鍶鈣鋇晶體（分子式(Ca0.28 Ba0.72)，（Sr0.60Ba0.40）1-xNb2O6，簡(jiǎn)寫為CSBN）是由山東大學(xué)晶體材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室新近生長(zhǎng)的一種具有鎢青銅結(jié)構(gòu)的鈮酸鹽。CSBN晶體屬于四方晶系，點(diǎn)群4mm，空間群為P4bm;具有非中心對(duì)稱，類似SBN結(jié)構(gòu)。根據(jù)CSBN晶體通式中下標(biāo)x的不同

2、取值，可獲得不同類型的CSBN晶體，如CSBN25(x=0.25)，CSBN50(x=0.50)和CSBN75(x=0.75)，本論文主要研究CSBN50晶體。
　　 數(shù)字圖像處理技術(shù)應(yīng)用于精密測(cè)量領(lǐng)域形成了一種新的測(cè)量技術(shù)--圖像測(cè)量技術(shù)，具有高分辨率、高速度、動(dòng)態(tài)范圍大、信息量豐富和自動(dòng)化等諸多優(yōu)點(diǎn)。本文改進(jìn)了傳統(tǒng)光全息存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，研究了新型鈮酸鍶鈣鋇晶體的全息存儲(chǔ)特性，并結(jié)合圖像測(cè)量技術(shù)的上述優(yōu)點(diǎn)，處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖像，分析

3、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象形成的原因。具體內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：
　　 首先測(cè)量CSBN50晶體全息存儲(chǔ)性能，以確定晶體全息存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)最佳條件。采用兩波耦合的實(shí)驗(yàn)方法，在一定條件下測(cè)量了CSBN25、CSBN50晶體的衍射效率，通過(guò)對(duì)CSBN晶體能量轉(zhuǎn)換關(guān)系圖的分析，畫(huà)出CSBN25晶體、CSBN50晶體的衍射效率與兩光束入射夾角的關(guān)系曲線，發(fā)現(xiàn)晶體衍射效率最大時(shí)，兩光束夾角約為25；隨后在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，以CSBN50晶體為存儲(chǔ)介質(zhì)，利用圖像采

4、集軟件記錄了細(xì)銅線的衍射光隨時(shí)間變化的圖像，從記錄圖像中發(fā)現(xiàn)，再現(xiàn)衍射光斑清晰可見(jiàn)，隨著時(shí)間延長(zhǎng)再現(xiàn)衍射光從中心開(kāi)始向四周逐漸變暗。通過(guò)對(duì)再現(xiàn)衍射光的分析，得到CSBN50晶體擦除時(shí)間約為55s。最終確定CSBN50晶體全息存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)最佳物光和參考光的夾角為25，即晶體衍射效率最大時(shí)兩光束夾角位置。
　　 設(shè)計(jì)晶體體全息存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括光路的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)各個(gè)部分的協(xié)調(diào)等，改進(jìn)傳統(tǒng)光全息存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)光路，降低實(shí)驗(yàn)成本。用C

5、++Builder5.0開(kāi)發(fā)了一套相關(guān)的圖像接收與處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)圖像自動(dòng)存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)接收與實(shí)時(shí)處理，提取圖像信息，突出圖像特征，以分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象形成的原因。
　　 利用改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，進(jìn)行CSBN50晶體體全息存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)，在整個(gè)全息存儲(chǔ)再現(xiàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)兩個(gè)比較特殊的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：一是再現(xiàn)圖像隨時(shí)間由中心向四周逐漸變暗；二是再現(xiàn)過(guò)程中圖像出現(xiàn)邊緣增強(qiáng)現(xiàn)象。采用數(shù)字圖像處理的方法，分析再現(xiàn)圖像的灰度，并構(gòu)造再現(xiàn)圖像的三維顯示圖，得出再現(xiàn)圖像隨時(shí)