photorefractive effect
简介
强光照射某些晶体时，晶体被照射部分的折射率发生变化的效应称为光折变效应; 也称为光致双折射变化(photo-induced birefringencechange)，因为此现象多发生在双折射晶体中. 此效应是在激光出现后发现的. 由于折射率的不均匀使透射晶体的光束波前畸变，故早期称为光损伤. 但折射率变化可通过加热晶体而恢复，这与不能恢复的光致破坏性损伤是不同的.
实验表明，双折射率Δn的变化主要是由于异常光折射率ne的改变，ne随时间增大最后达到饱和值(在LiNbO3：Fe 中可达10-4～10-3). 这种效应通常发生于铁电晶体，如LiNbO3、LiTaO3、Ba1-xSrxNb2O6和BaTiO3等; 短波长的光易产生此效应，当光功率密度小时则察觉不到. 对非极性晶体(如Bi12SiO20等)，照射时外加电场也会产生折射率变化.
此效应的机制有三种.1.反常光生伏特效应： 晶体中有某些杂质，在适当波长的光照下被电离，产生的光电子(或空穴)在光生伏特场作用下漂移至光照区外被陷阱俘获，形成的空间电荷场通过电光效应改变了光照区的折射率. 2.光电子扩散： 电离后的光电子由于浓度梯度而扩散，形成空间电荷场.只有在具有高空间频率的光场(如双光束干涉形成的)下此机制才是主要的. 3.光感生偶极矩机制：由于杂质中心被激发或电离改变了自发极化强度，形成退极化场，电子漂移补偿了退极化场，停光后光感生偶极矩消失，被俘获的电子形成空间电荷场.除上述机制外，对于非极性晶体，光激载流子在电场下漂移，最后在光照区外陷获，形成空间电荷场，也是一种主要机制.
由于光折变效应，一些非线性光学晶体和电光晶体(如LiNbO3等)在强光下的应用受到限制;减少杂质(如Fe离子)或掺杂特定的杂质(如在LiNbO3中掺5mol%的MgO)能增强抗光折变的能力.另一方面，可利用此效应进行全息存储. LiNbO3：Fe是有效的全息存储介质，写入的图象可以保存较长的时间，用弱光读出时并不清洗存储的图象.用双光束干涉法进行写入时，由于入射光束和衍射光束也会产生干涉，导致写入的光栅有相移，引起两束入射光之间发生能量转移，利用这种现象可进行相干光放大. 利用光折变晶体中的简并四波混频还可以实现光学位相共轭，这对复原位相畸变的图象是很有用的.