光折變晶體

光折變晶體是眾多晶體中最奇妙的一種晶體。具有弱光作用下就可表現出明顯的效應。可以濾去靜止不變的圖像, 專門跟蹤剛發生的圖像改變;甚至還可以模擬人腦的聯想思維能力。

光折變晶體是眾多晶體中最奇妙的一種晶體。當外界微弱的雷射照到這種晶體上時, 晶體中的載流子被激發, 在晶體中遷移並重新被捕獲, 使得晶體內部產生空間電荷場, 然後, 通過電光效應,空間電荷場改變晶體中折射率的空間分布, 形成折射率光柵,從而產生光析變效應。光折變效應的特點是, 在弱光作用下就可表現出明顯的效應。例如,在自泵浦相位共軛實驗中,一束毫瓦級的雷射與光折變晶體作用就可以產生相 位共軛波, 使畸變得無法辨認的圖像清晰如初。由於折射率光柵在空間上是非局域的, 它在波矢方向相對於干涉條紋有一定的空間相移, 因而能使光束之間實現能量轉換。如兩波耦合實驗中, 當一束弱信號光和一束強光在光折變晶體中相互作用時, 弱信號光可以增強1 000 倍。此外, 憑藉著光折變效應, 光折變晶體還具有以下特殊的性能: 可以在3cm3 的體積中存儲5 000幅不同的圖像, 並可以迅速顯示其中任意一幅; 可以精密地探測出小得只有10 - 7米的距離改變; 可以濾去靜止不變的圖像, 專門跟蹤剛發生的圖像改變;甚至還可以模擬人腦的聯想思維能力。因此,這種晶體一經發現,便引起了人們的極大興趣。
目前, 有套用價值的光折變晶體有鈦酸鋇(BaTiO3) 、鈮酸鉀( KNbO3) 、鈮酸鋰(LiNbO3) 、鈮酸鍶
鋇(Sr1 - xBaxNb2O6) 系列、矽酸鉍(Bi 12SiO20) 等晶體。其中,摻鈰鈦酸鋇(Ce :BaTiO3) 是由中國科學院物理研究所於90 年代在國際上首次研製成功的。它的優異性能, 使光折變晶體在理論研究和實用化方面取得突破性進展。當前, 光折變晶體已發展成一種新穎的功能晶體, 在光的圖像和信息處理、相位共軛、全息存儲、光通訊和光計算機神經網路等方面展示著良好的套用前景。