1 天津城建大学理学院, 天津 300384
2 中电科能源有限公司, 天津 300381
3 河北工业大学材料科学与工程学院, 电工装备可靠性与智能化国家重点实验室, 天津 300130
本文研究了铪铁双掺铌酸锂(LN∶Fe, Hf)晶体的衍射效率随光栅写入角度的变化曲线, 并对该关系曲线进行了拟合分析, 发现超阈值的铪铁双掺铌酸锂晶体的体光生伏打系数κ值相比于单掺铁铌酸锂晶体大幅增加。造成κ值变化的原因可能是由于铪离子的掺入消除了晶体中存在的本征缺陷, 而晶格环境的完美化使得留在锂位的铁离子的光生伏打系数大幅上升。此外, 实验结果还表明超阈值的铪铁双掺铌酸锂晶体中参与光折变的缺陷中心浓度约为14.5 ppm (1 ppm=10-6), 即约有4.8%的铁离子仍然“残存”在锂位中, 而这些铁离子可以引起足够强的光折变效应, 成为主导铌酸锂晶体光折变性能的缺陷中心。此外, 还从杂质缺陷-氢氧根基团角度讨论了铁离子晶格占位的可能性。
铌酸锂 光折变 杂质缺陷 缺陷基团 氢氧根振动 本征缺陷 lithium niobate photorefraction impurity defect defect complex hydroxyl vibration intrinsic defect
1 南开大学物理科学学院, 天津 300071
2 南开大学泰达应用物理研究院, 弱光非线性光子学教育部重点实验室, 天津 300457
通过生长一系列掺钼近化学计量比铌酸锂晶体, 研究了晶体的光折变性能, 发现在488 nm和532 nm波长辐照下, 当Mo的掺入量为0.5mol％时, 晶体的光 折变灵敏度分别达到0.25 cm/J和0.21 cm/J。此外, 极化条件的改变可以缩短晶体在488 nm波长辐照下的光折变响应时间。通过红外光谱、紫外可见吸收光谱 和X射线光电子能谱的测试, 对掺钼近化学计量比铌酸锂晶体的光折变性能变化的机制进行了研究。
近化学计量比铌酸锂晶体 全息存储 光折变 near-stoichiometric lithium niobate crystal holographic storage photorefraction
1 合肥工业大学 仪器科学与光电工程学院，安徽 合肥 230009
2 中国科学院 遥感应用研究所，北京 100101
研究了气溶胶粒子的光热敏效应和热感应光致折射率变化， 提出了通过增加光热作用区个数来提高探测灵敏度及用低相干干涉法降低成本的方法。建立了光热低相干干涉法测量大气气溶胶吸收系数的数学模型，分析了干涉仪正交状态测量和干涉条纹细分探测两种方式下的探测灵敏度，讨论了低相干偏振干涉情况下的探测限。结果显示，在典型条纹细分情况下理论探测灵敏度可达1×10-6 m-1; 增加光热作用区m个，探测灵敏度理论值可提高m倍。理论和方法研究证明光热低相干干涉法具有可直接测量大气气溶胶吸收系数、在线原位、低成本，易于进行温度修正等优点。
气溶胶 气溶胶吸收测量 光热敏效应 光致折射 光热低相干干涉 aerosol aerosol absorption measurement photothermal effect thermal induced photorefraction photothermal interferometry
为了提高晶体的非易失存储性能，采用双波长存储技术实验研究了LiNbO3∶In∶Fe∶Cu晶体中的非易失存储，折射率调制度为1.04×10－4，记录灵敏度达到0.965 cm/J.与传统的双色非易失记录相比，该方法大幅度地提高了光栅的强度和记录的灵敏度.利用Kukhtarev带输运模型对双波长非易失记录过程中光栅的动态演化过程进行了数值模拟，同时讨论了氧化还原程度对双波长非易失全息记录的影响.理论与实验符合的较好.
非易失记录 蓝光光折变 灵敏度 LiNbO3∶In∶Fe∶Cu晶体 Nonvolatile recording Blue photorefraction Sensitivity LiNbO3∶In∶Fe∶Cu crystal
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
2 哈尔滨工业大学 物理系,黑龙江 哈尔滨 150001
基于带输运模型建立双掺杂Fe:Mn:LiNbO3晶体双色全息存储的耦合微分方程组,在此基础上用数值求解的方法讨论用锰多铁少型双掺杂铌酸锂晶体进行双色全息存储的时间动态过程,分析此种晶体氧化还原态对晶体内建空间电荷场的影响。只有氧化的Fe:Mn:LiNbO3晶体能通过双色存储实现全息图的非破坏性读出,氧化的Fe:Mn:LiNbO3晶体红光擦除后所保留的衍射效率随氧化而提高。在实验方面用同种杂质浓度的四种不同氧化还原态的晶体,进行了还原晶体之间、氧化晶体之间二波耦合对比实验,实验结果和理论分析的结果一致,同时利用实验曲线定量地计算了氧化晶体的全息动态范围参量M/#和各个晶体的记录灵敏度,得到了较大的M/#的值为5.03(非寻常光,激光波长,632 nm),但是以较低的灵敏度为代价的。
全息术 光折变 衍射效率 非破坏性读出
1 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093；[上海理工大学]
2 上海市现代光学系统重点实验室，上海 200093；[上海市现代光学系统重点实验室]
为了解决红外偏心摄影验光所得眼瞳图像亮暗分界模糊等问题，提出了基于图像处理的对眼瞳图像几何参数进行测量的方法。关键技术是利用曲波变换和最小二乘拟合对边界定位。该方法通过红外偏心摄影光学系统对眼瞳图像进行摄取，利用曲波对图像进行去噪和边缘粗略位置检测，进而由最小二乘拟合边缘点和瞳孔更精确地定位，得出轮廓曲线的平面几何参数，从而计算得到眼瞳屈光度。实验结果表明，该方法稳定性好，实时性较优，可有效提高眼睛屈光度的精度测量。
偏心摄影验光 曲波变换 最小二乘拟合 屈光度测量 eccentric photorefraction curvelet transform least-squares fitting diopter measurement
中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学研究室, 上海 201800
对描述双掺杂晶体非挥发性全息记录动力学过程的Kukhtarev方程进行了矢量分析, 分析中考虑了体光生伏特效应和外加电场的作用。在小信号近似的基础上给出了双中心全息记录中记录与固定阶段空间电荷场的矢量解析解。在综合考虑空间电荷场的各向异性以及晶体有效电光系数的各向异性后, 给出了双中心全息记录的优化记录方向。结果表明, 对(Fe, Mn):LiNbO3晶体633 nm寻常光记录, 优化记录方向主要由有效电光系数决定, 光栅波矢与光轴夹角为22°, 方位角为30°;对(Fe, Mn):LiNbO3晶体633 nm非寻常光记录, 优化记录方向主要由固定空间电荷场决定, 光栅波矢与光轴夹角为44°, 方位角为90°。
全息术 光折变 矢量解析解 小调制度近似 双中心全息记录
中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学实验室, 上海 201800
在光折变过程中,光波对掺杂中心的激发系数S是一个重要的物理量。为了求出光激发系数S对波长λ的依赖,研究了在不同的擦除波长条件下,记录在光折变晶体LiNbO3:Fe中的光栅衰减特性。实验结果表明lnP(P为光擦除灵敏度)与擦除波长λ呈线性关系,即波长越短,光栅擦除越快,光擦除灵敏度越高。在单中心电子带传输模型的基础上,理论计算也证实了实验结果。利用带传输模型,给出了理论上光激发系数S对波长的指数依赖关系。同时微观量μτ(为量子效率)也可由光栅擦除实验求出。
非线性光学 衍射与光栅 光折变 擦除灵敏度 光激发系数
偏心摄影验光(EPR)是测量人眼屈光状态的一种简便方法。在分析偏心摄影验光仪中新月形的形成过程和瞳孔像的光强分布时，目前所有的方法都是利用几何光学理论并忽略光的衍射作用。为了提高理论分析的准确性，提出一种建立在波动光学基础上的空间变分析法，详细说明了形成新月形的空间变过程，并用计算机模拟出不同屈光度的近视眼瞳孔像及其沿子午方向的光强分布。对比几何光学理论的结论，该方法更为精确。
光学设计 偏心摄影验光 空间变分析法 点扩散函数 瞳孔
对特定介质中的光学稳态简并四波混频过程进行了数学描述,并对四波混频耦合波方程组作了数学推导,指出四波混频中有关参量之间的关系和特性.
四波混频 光折变 光栅 耦合波 稳态 four-wave mixing photorefraction grating coupled wave steady
