新型布拉格偏移角測(cè)量方法.pdf

1、隨著科技發(fā)展的日新月異，人們的生活發(fā)生了巨大的變化，在日常生活中人們接觸的信息也越來(lái)越多，需要處理、存儲(chǔ)、傳播的信息量也越來(lái)越大。因此，需要先進(jìn)的存儲(chǔ)技術(shù)來(lái)滿足人們的各種需求。全息技術(shù)是上個(gè)世紀(jì)六十年代興起的一種存儲(chǔ)技術(shù)，它的主要原理是利用光的干涉和衍射，記錄并再現(xiàn)物體的全部信息，經(jīng)過(guò)短短幾十年的發(fā)展，這種技術(shù)日趨成熟。全息存儲(chǔ)具有容量大、讀寫(xiě)速度快、傳輸速率高等優(yōu)點(diǎn)，為了使全息技術(shù)更好的發(fā)展，找到合適的記錄材料是首先要解決的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)

2、研究者們的不懈探索，發(fā)現(xiàn)光致聚合物是比較理想的全息記錄材料，它不僅靈敏度高、衍射效率高還具有成本低、易于制作的優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)更是成為全息存儲(chǔ)的研究熱點(diǎn)。
　　光致聚合物在記錄信息時(shí),光敏劑會(huì)吸收光子能量并與光引發(fā)劑發(fā)生能量傳遞，產(chǎn)生活性種子和自由基，而活性種子和自由基可以引發(fā)單體產(chǎn)生聚合。相干記錄光束會(huì)在光致聚合物內(nèi)部發(fā)生干涉產(chǎn)生明暗相間的干涉條紋，光致聚合物在亮區(qū)會(huì)產(chǎn)生很多的活性種子和自由基，而在暗區(qū)卻產(chǎn)生少量或者不產(chǎn)生活性種子和

3、自由基，這樣亮暗區(qū)域單體濃度會(huì)產(chǎn)生梯度差，而單體的聚合反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致材料發(fā)生形變，這種形變會(huì)造成記錄光柵參數(shù)的改變，從而導(dǎo)致布拉格偏移現(xiàn)象。布拉格偏移對(duì)記錄信息的再現(xiàn)會(huì)產(chǎn)生負(fù)面的影響，它不僅影響了原參考光方向再現(xiàn)光的衍射效率，同時(shí)增大了再現(xiàn)信息的噪聲，降低了信噪比。因此，布拉格偏移量是評(píng)估光致聚合物材料全息存儲(chǔ)性能不可缺少的參數(shù)之一。
　　傳統(tǒng)的布拉格偏移測(cè)量方法是利用振鏡的偏轉(zhuǎn)來(lái)找尋最大衍射效率時(shí)再現(xiàn)光的入射角，再把它與原參考光入射

4、角進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算出全息記錄光柵的布拉格偏移量。這種方法存在一些弊端，比如：需要反復(fù)調(diào)節(jié)振鏡的偏轉(zhuǎn)角度來(lái)改變?cè)佻F(xiàn)光的入射角并測(cè)量對(duì)應(yīng)的衍射效率，這需要較長(zhǎng)的測(cè)量時(shí)間，而長(zhǎng)時(shí)間照射全息記錄光柵會(huì)對(duì)其造成一定的破壞；再現(xiàn)光入射角最小改變量完全由振鏡的分辨率決定；實(shí)驗(yàn)的測(cè)量過(guò)程比較繁瑣，測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差比較大等。針對(duì)傳統(tǒng)布拉格偏移測(cè)量方法的弊端，我們提出了一種新型的測(cè)量方法——基于透鏡的傅里葉變換特性的布拉格偏移測(cè)量方法。該方法的新穎

5、之處在于把傅里葉透鏡的光學(xué)變換性質(zhì)和一維線陣 CCD的圖樣采集機(jī)制有機(jī)的結(jié)合了起來(lái)。主要原理是利用傅里葉透鏡的傅里葉變換特性，它把平面光在傅里葉透鏡的焦點(diǎn)處轉(zhuǎn)換成不同空間頻率的平面波，采用一維傅里葉把全息記錄光柵放在透鏡焦點(diǎn)處，空間頻率不同的平面波入射的角度也不同，線陣CCD的不同像元記錄不同入射角的衍射光強(qiáng)度，即可得到不同入射角再現(xiàn)光的衍射效率。用線陣CCD記錄不同入射角再現(xiàn)光和原參考光的衍射圖形，對(duì)比兩幅圖記錄最大強(qiáng)度的像素點(diǎn)，根據(jù)