光折變高階衍射特性與相位編碼復(fù)用全息存儲(chǔ).pdf

1、光折變效應(yīng)(photorefractiveeffect)是貝爾實(shí)驗(yàn)室的Ashkin等人于1966年發(fā)現(xiàn)的一種光學(xué)效應(yīng)。他們將激光束聚焦在鐵電材料（LiNbO3和LiTaO3）上進(jìn)行光倍頻實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)材料的折射率會(huì)發(fā)生改變。隨著研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)這種效應(yīng)在全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理方面有著重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　本文對(duì)光折變材料的高階衍射特性進(jìn)行了深入研究，從Raman-Nath衍射理論出發(fā)，給出小角度入射下二波耦合中的折射率最大變化值與衍射

2、光相對(duì)強(qiáng)度的關(guān)系。給出存在和不存在相位轉(zhuǎn)移時(shí)，不同波長(zhǎng)的探測(cè)光在正入射和斜入射情況下各階衍射光的衍射角度及相對(duì)光強(qiáng)分布。在忽略吸收的情況下，給出二波耦合各階衍射光的強(qiáng)度分布。從理論上解釋了高階衍射光強(qiáng)度發(fā)生震蕩的原因，在實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證了薄光折變材料在小角度二波耦合中形成的光柵衍射為Raman-Nath衍射。
　　利用光折變聚合物(PVK:5CB:C60)樣品實(shí)現(xiàn)小角度全息存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)，分別給出了樣品置于焦平面前、焦平面后、焦平面上三種情況

3、下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明信號(hào)光圖像的高階衍射圖像相對(duì)于信號(hào)光圖像分別被放大、縮小和旋轉(zhuǎn)。利用摻雜甲基紅(MR)的液晶(5CB)樣品，實(shí)現(xiàn)了小角度存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)，并記錄了永久光柵，用不同波長(zhǎng)的探測(cè)光垂直樣品表面入射，再現(xiàn)了高階衍射圖像。建立了光折變材料中小角度二波耦合存儲(chǔ)及再現(xiàn)高階衍射理論，理論與實(shí)驗(yàn)符合很好，表明了光折變高階衍射用于圖像處理是可行的。觀察到了高階衍射圖像的疊加、耦合及高階衍射光與入射光之間的耦合。
　　從光折變材料的高

4、階衍射特性出發(fā)設(shè)計(jì)了一種全新的光折變高階衍射分束器。利用He-Ne激光器通過(guò)小角度二波耦合方法在光折變晶體LiNbO3上制作了一維光折變高階衍射分束器，利用半導(dǎo)體激光器通過(guò)小角度多波耦合方法在光折變聚合物材料上制作了二維光折變高階衍射分束器。利用三種不同波長(zhǎng)（632.8nm,432.0nm和488.0nm）攜帶圖像信息的入射光進(jìn)行了分束實(shí)驗(yàn)，給出了不同波長(zhǎng)下的分束實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)表明高階衍射分束器可以把攜帶圖像信息的入射光分成多個(gè)等大且等

5、間距的出射光，實(shí)驗(yàn)效果良好，并對(duì)不同波長(zhǎng)入射光的分束結(jié)果進(jìn)行了比較。對(duì)分束器置于焦平面前、焦平面后及焦平面上的分束結(jié)果進(jìn)行了研究，并在理論上討論了高階衍射光束的光強(qiáng)分布和位置分布。討論了光折變材料厚度和讀出光的入射角度對(duì)高階衍射光強(qiáng)度分布的影響，理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果都表明光折變高階衍射分束器是一種實(shí)用的光學(xué)分束器。
　　提出了旋轉(zhuǎn)柱面透鏡相位編碼復(fù)用全息存儲(chǔ)方法。從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面分析了這種方法的交擾問(wèn)題，給出了柱面透鏡旋轉(zhuǎn)最小角度的實(shí)