光折變體積全像之研製及其應用研究(I)

Abstract

本計劃旨在探索光折變體積全像的新穎記錄材料、體積全像光柵之設計 製作，以及其在光資訊處理之應用。 在體積光柵記錄材料方面，目標是研發適合於以雙波長方式記錄的非揮 發性(Non-volatile)體積全像記錄材料，使得全像記憶不會被讀取光洗除。我們 將以鉍系列(Sillenite)光折變晶體為探索的主要對象，包含鈦酸鉍（Bi12TiO20， 簡稱為BTO)、矽酸鉍（Bi12SiO20，簡稱為BSO）及鍺酸鉍（Bi4Ge3O12，簡稱 為BGO）等晶體。因為這系列晶體具有良好的電光特性，載子遷移率快、反 應速度快，而且其價帶能隙達3.2 電子伏特，容易藉由摻雜而在導電帶與價帶 之間產生一些雜質能階，來改變光折變性質，以塑造吾人所需的非揮發性體積 全像記錄性能。在摻雜元素方面，我們打算單摻、雙摻或多摻過渡及稀土元素， 包含Ru、V、Co、Fe、Mn、Rh、Pd、Os、Ir 等。 為了分析晶體之全像光學性質以及指導新晶體之設計與改良工作，我們 將以Kukhtarev 光折變模型為基礎，加上載子在多雜質能階之間的光激發與傳 輸動態行為，來推導光折變材料的雙波長全像記錄方程式，以理論模型及實驗 驗證，來求取晶體優化參數。 在體積全像的應用方面，將致力於推導體積全像光柵之脈衝函數，據以 建立全像光學連線、全像儲存及全像濾波的設計公式，並以實驗驗證之。同時 將以多頻道體積全像濾波光柵來研發拉曼光譜濾波器，探索生醫檢測之潛力。