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第一章 概述 1

1.1 光折变效应 1

1.2 光折变晶体材料 2

1.2.1 铁电体 3

1.2.2 硅铋族立方氧化物晶体 6

1.2.3 半导体光折变材料 7

1.3 光折变材料的发展 8

1.4.1 光存储 9

1.4 光折变材料的应用 9

1.4.2 图像放大 10

1.4.3 实时和动态干涉计量 10

1.4.4 光折变材料的选择 10

参考文献 11

第二章 光折变效应的机理 13

2.1 光激发电荷载流子的产生 14

2.2 电荷载流子的输运 15

2.2.1 扩散 15

2.2.2 漂移 16

2.2.3 光生伏打效应 17

2.2.4 电荷输运方程 20

2.3 光折变效应基本方程 21

2.4 光致空间电荷场 23

2.5 其他电荷输运模型 30

2.5.1 电子-空穴竞争模型 31

2.5.2 双中心电荷输运模型 33

2.5.3 三价态电荷输运模型 36

参考文献 39

3.1 光折变灵敏度 41

第三章 光折变材料的基本性能 41

3.2 最大折射率调制度△n max 44

3.3 响应时间 45

3.4 光谱响应范围 46

3.5 空间分辨率 46

3.6 晶体的尺寸和光学质量 47

3.7 光折变晶体全息存储器的基本性能要求 47

参考文献 55

第四章 光折变中心 58

4.1 缺陷中心的形成 58

4.2 光折变中心的表征 61

4.2.1 光学表征方法 62

4.2.2 其他测试技术 71

4.3 BaTiO3晶体中的光折变中心 74

4.3.1 热力学缺陷平衡模型 75

4.4 LiNbO3晶体中的光折变中心 79

参考文献 83

第五章 光折变晶体掺杂 87

5.1 掺杂离子的选择 88

5.2 掺杂浓度 89

5.3.1 离子占位 90

5.3 掺杂离子的占位、价态和能级 90

5.3.2 氧化态 93

5.4 双掺杂光折变晶体 94

5.4.1 两种掺杂光折变中心 94

5.4.2 另一种掺杂离子的辅助作用 95

5.4.3 两种掺杂离子之间的相互作用 96

5.5 掺杂晶体的生长 97

5.5.1 掺杂离子进入晶体 97

5.5.2 掺杂引起的晶体缺陷 99

5.5.4 掺杂晶体居里温度的变化 102

5.5.3 掺杂晶体的结晶形貌 102

5.6.1 处理方法 104

5.6 氧化和还原处理 104

5.6.2 有氧空位参与的化学平衡 106

5.6.3 反应机理 107

5.7 掺杂和氧化、还原处理对光折变效应的影响 108

参考文献 110

第六章 材料参数的光折变测量 112

6.1 有效陷阱密度 112

6.2.1 二波耦合技术 115

6.2 迁移率、载流子寿命和电子-空穴竞争因子 115

6.2.2 透射光电流法 118

6.2.3 全息平移时间法 119

6.2.4 高频法 119

6.2.5 感生光电流法 121

6.2.6 光脉冲法 121

6.2.7 屏蔽电荷法 122

6.3 载流子类型 122

6.4 电光系数 123

参考文献 125

第七章 铌酸锂晶体和钽酸锂晶体 128

7.1 铌酸锂晶体和钽酸锂晶体的结构 128

7.2 铌酸锂晶体和钽酸锂晶体的制备 129

7.2.1 同成分铌酸锂晶体的制备 131

7.2.2 近化学计量比铌酸锂晶体的制备 133

7.2.3 钽酸锂晶体的制备 137

7.2.4 [Li]/[Nb]比对铌酸锂晶体性能的影响 137

7.3 铌酸锂晶体和钽酸锂晶体的光折变效应及其机理 143

7.3.1 铌酸锂晶体的特点 143

7.3.2 铌酸锂晶体的光折变效应 144

7.3.3 掺杂铌酸锂晶体 145

7.3.4 掺杂铌酸锂晶体中杂质离子的占位机理 147

7.4 铌酸锂晶体和钽酸锂晶体光折变性能表征 153

7.4.1 LiNbO3晶体二波耦合的耦合波方程 154

7.4.2 掺杂 LiNbO3晶体的有效载流子浓度 Neff 155

7.4.3 光折变响应时间 158

7.4.4 信噪比 160

7.4.5 掺杂铌酸锂晶体四波混频 160

7.5.1 实时全息关联存储 163

7.5 铌酸锂晶体在光学信息处理领域中的应用 163

7.5.2 光学体全息存储 166

参考文献 184

第八章 钨青铜型铌酸盐光折变晶体材料 192

8.1 钨青铜型铌酸盐晶体的结构 192

8.1.1 SBN 晶体的结构 193

8.1.2 KNSBN 晶体的结构 194

8.1.3 KLN 晶体的结构 194

8.2 铌酸锶钡晶体 195

8.1.5 BNN 晶体的结构 195

8.1.4 PBN 晶体的结构 195

8.2.1 SBN 晶体的生长 196

8.2.2 SBN 晶体的光折变性能 202

8.2.3 SBN 晶体在光折变方面的应用 207

8.3 铌酸锶钡钾钠晶体 210

8.3.1 KNSBN 晶体的生长 210

8.3.2 KNSBN 晶体的光折变性能 212

8.3.3 KNSBN 晶体在光折变方面的应用 214

8.4.1 KLN 晶体的生长 218

8.4 铌酸钾锂晶体 218

8.4.2 KLN 晶体的光折变性能 220

8.5 铌酸铅钡晶体 221

8.5.1 PBN 晶体的生长 221

8.5.2 PBN 晶体的光折变性能 223

参考文献 223

第九章 钙钛矿型光折变晶体钛酸钡和铌酸钾 227

9.1 钛酸钡晶体 227

9.1.1 BaTiO3晶体结构 227

9.1.2 BaTiO3晶体生长 229

9.1.3 BaTiO3晶体光折变特性 232

9.2 铌酸钾晶体和钽铌酸钾晶体 245

9.2.1 铌酸钾晶体 245

9.2.2 钽铌酸钾晶体 247

参考文献 250

第十章 硅铋族立方氧化物晶体 252

10.1 硅酸铋(Bi12SiO20，BSO)晶体 252

10.1.1 引言 252

10.1.2 BSO 晶体和掺杂 BSO 晶体的生长 255

10.1.3 BSO 晶体和掺杂 BSO 晶体光折变性能及其应用 259

10.1.4 基于光折变二波耦合相位变化的实时光学逻辑运算 262

10.1.5 Bi12SiO20晶体的二波耦合中光波相位变化 265

10.1.6 逻辑运算实验结果 266

10.1.7 BSO 晶体四波混频相位共轭效应 270

10.2 锗酸铋(Bi12GeO20，BGO) 274

10.2.1 引言 274

10.2.2 BGO 晶体和掺杂 BGO 晶体的生长 274

10.2.3 BGO 晶体与掺杂 BGO 晶体的光折变效应的研究 277

参考文献 279

11.1.1 BTO 单晶的生长 282

第十一章 其他的光折变晶体 282

11.1 碲酸铋(Bi2TeO5) 282

11.1.2 BTO 晶体的特性 284

11.2 砷化镓(GaAs) 288

11.2.1 GaAs 单晶的生长 288

11.2.2 GaAs 晶体的光折变性能 292

11.3 碲化镉(CdTe) 294

11.3.1 碲化镉晶体的生长 294

11.3.2 碲化镉晶体的光折变效应与应用 296

参考文献 299