不同激光脉冲作用下ZnS晶体非线性光学特性

用Z-scan技术在532 nm的皮秒激光脉冲和800 nm飞秒激光脉冲作用下分别研究了ZnS晶体的非线性吸收及非线性折射特性。实验结果表明,ZnS晶体在532 nm的皮秒激光脉冲作用下非线性吸收为双光子吸收,其非线性吸收系数为5.310-11 m/W,在800 nm的飞秒激光脉冲作用下非线性吸收为三光子吸收,非线性吸收系数为0.5910-21 m2/W2;在532 nm皮秒激光脉冲作用下,ZnS晶体的非线性折射率符号为负,自由载流子产生的非线性折射率的改变占主导,而800 nm飞秒激光脉冲作用下,ZnS晶体的非线性折射率符号为正,束缚电子产生的非线性折射率的改变为主要因素。     

CdS0.2Se0.8纳米晶掺杂玻璃的超快非线性吸收特性

利用飞秒脉冲通过Z扫描技术和泵浦-探测技术研究了CdS0.2Se0.8纳米晶掺杂的硼酸盐玻璃滤波片RG665的非线性吸收特性。研究结果表明在800 nm波长 130 fs脉冲激光作用下,RG665滤波片表现较强的非线性吸收特性。通过理论分析拟合实验结果证明RG665滤波片在800 nm下的非线性吸收包含双光子吸收及双光子吸收诱导的激发态吸收两部分,得到双光子吸收系数为0.05 cm/GW,激发态吸收截面为e=310-23 m2,以及导带中低能态电子和导带底电子的寿命分别为13 ps和210 ps。研究结果表明CdS0.2Se0.8纳米晶体掺杂的玻璃是一种很好的非线性光学材料。     

飞秒直写长周期光纤光栅及其液体折射率特性研究

利用800 nm飞秒激光在未经载氢处理的HI1060光纤中制作了长周期光纤光栅(LPFG).采用逐线刻写方式实现了谐振波长为1 548.4 nm的LPFG,谐振强度为12 dB,栅区长度小于4 mm.使用不同折射率的氯化钠溶液、蔗糖溶液和酒精溶液分别对LPFG的折射率特性进行了测试和研究.实验中随着三种溶液折射率增加,LPFG的谐振波长发生红移,该LPFG在氯化钠溶液、蔗糖溶液和酒精溶液中的折射率灵敏度分别为175.34、175.31和331.89 nm/RIU.实验结果表明,这种基于飞秒激光制作的LPFG对液体折射率变化有较高的灵敏度,可用于液体折射率传感测试.     

反射z扫描方法测量碲化铋晶体的非线性折射率

为了研究3维拓扑绝缘体碲化铋(Bi2Te3)的非线性光学特性,采用反射z扫描方法,实验测量了800nm飞秒脉冲激光的非线性折射系数。通过理论计算与实验数据拟合获得碲化铋晶体的非线性折射率达到10-14 m2/W数量级,为石英的105倍;随着入射功率的增大,其非线性折射率逐渐减小,在峰值光强达到85GW/cm2后趋于常数不变。结果表明,碲化铋是一种高非线性光学材料,有望应用于全光信号处理、光开关等方面。     

新型菁类化合物溶液的皮秒非线性光学性质

利用带相位物体的非简并泵浦探测方法测量了一种新型菁类化合物溶液在皮秒时域的非线性光学性质。在接近材料线性吸收峰值的532 nm皮秒激光脉冲泵浦下,利用600 nm的皮秒激光脉冲作为探测光,测量了菁染料分子在近共振区的非线性折射动力学响应。结合相关理论,通过数值模拟最终确定了菁染料分子在600 nm波段的光物理参数。实验结果表明:该溶液的非线性光学效应来自于溶质菁染料分子的激发态非线性机制,该材料具备了较大的激发态折射体积,且单重激发态的寿命较短。该化合物具备非线性光学应用潜力。     

频率分辨双光束耦合抽运-探测技术中的空间效应研究

在测量非线性折射率和双光子吸收系数的频率分辨双光束耦合抽运 探测技术中 ,光场的空间分布没有得到考虑。研究了入射飞秒光脉冲的空间分布对实验结果的影响。对不同部位的探测光进行测量可以得到完全不同的结果 ,用所发展的理论给出了解释。通过数值拟合获得了磷化镓 (GaP)在飞秒激光脉冲作用下的非线性折射率和双光子吸收系数。进一步可能从实验上主动选择适当的空间滤波来获得频率 空间分辨信号。     

单脉冲飞秒激光作用下晶态GeSb2Te4相变薄膜的非晶化过程

利用飞秒激光的抽运探测技术，研究了单脉冲飞秒激光作用下GeSb2Te4相变薄膜的非晶化过程，测量了相变薄膜的时间分辨光学显微图。所研究的系统为多层薄膜结构100 nm ZnS-SiO2/ 35 nm GeSb2Te4 /120 nm ZnS-SiO2/0.6 mm ，飞秒激光的脉冲宽度为108 fs，波长为800 nm。实验发现相变薄膜从晶态至非晶态的相转变过程可以在 2.6 ns内完成。讨论了相变薄膜的厚度对系统的热传递、快速凝固过程的影响，分析了相关热过程和热效应，解释了抽运探测实验数据，并探讨了单脉冲飞秒激光诱导相变薄膜非晶化的机制。     

基于飞秒激光直写的高折射率光纤光栅传感器

该文提出了一种基于飞秒激光直写的高灵敏度光纤光栅折射率传感器,同时测量了传感器的温度及轴向应变特性。采用波长为800 nm的飞秒激光刻写了周期为150μm,周期数为50,栅区长度为7.5 mm的长周期光栅。该传感器在折射率测量实验中的灵敏度最高可达1 605 nm/RIU,在30～330℃,温度灵敏度达到76.52 nm/℃,传感器的稳定性良好且对应变不敏感,鲁棒性优良。这种基于飞秒激光直写的长周期光纤光栅,其折射率灵敏度较高,耐高温,具有广泛的应用前景。     

基于光子晶体光纤和飞秒激光源的近红外波段宽带孤子和可见区高效色散波产生的实验

将钛宝石激光器产生的飞秒激光脉冲泵浦实验室自制的高非线性双折射光子晶体光纤,脉冲的中心波长为820 nm,位于光子晶体光纤的接近于零色散的反常色散区.实验结果表明:随着泵浦功率的增加,一阶孤子的中心波长发生了红移,同时产生的色散波的中心波长则发生蓝移进入可见光区.当泵浦功率达到0.45 W时,色散波与残余泵浦的输出功率比为42.67,色散波的带宽达到81 nm,而处于近红外波段的红移孤子带宽可达231 nm.利用高非线性光子晶体光纤产生近红外波段宽带孤子和可见区高效色敬波的实验对飞秒激光频率转换和光谱展宽具有很好的借鉴意义.     

CdTe和CdS量子点的非线性特性对比

应用Top-hat Z-scan技术在波长为532 nm,脉宽为190 fs激光脉冲下研究了CdTe和CdS量子点的光学非线性吸收和非线性折射特性。实验结果表明:在飞秒激光脉冲作用下,CdTe量子点的非线性吸收表现为饱和吸收,CdS量子点表现为反饱和吸收。CdTe量子点的非线性折射表现为自散焦,CdS量子点表现为自聚焦。尺寸分别为2.6、2.4 nm的CdTe量子点和CdS量子点的非线性吸收系数分别为-9.2610-14、0.7810-14 m/W,非线性折射率系数分别为-0.8610-20、1.4610-20 m2/W,三阶非线性极化率分别为2.7210-15、1.3610-15 esu。表明相近尺寸下不同材料的镉类半导体量子点的光学非线性吸收和非线性折射特性不同,并对其机理进行分析。     

AgOx型超分辨近场结构的非线性光学特性研究

采用共焦Z扫描系统，以λ=532nm．脉冲宽度0．7ns．重复频率15．79kHz的脉冲半导体激光器作为入射光源，研究了AgOx超分辨近场结构(SuperRENS)薄膜样品的非线性光学性质．实验获得了其三阶非线性折射率系数随入射光功率的变化曲线．并与Au，Ag薄膜作了比较．讨论了光致非线性变化过程。结果表明，在聚焦激光作用下．AgOx超分辨近场结构薄膜样品存在一相变点．即解析出纳米Ag颗粒，满足了产生局域表面等离子体的激发和增强效应的条件。     

硫系玻璃Ge28Sb12Se60薄膜光学非线性增强色散特性

采用真空热蒸发以及退火工艺制备了支持局域表面等离激元的微纳结构薄膜,在此薄膜上蒸镀了硫系玻璃Ge₂₈Sb₁₂Se₆₀薄膜。应用Z-扫描技术,在飞秒激光脉冲激发下研究其光学非线性增强的色散特性,在650 nm和850 nm波段观察到了非线性吸收增强;非线性折射率随着波长的增加由负变正。通过扫描电子显微镜和透过光谱表征和分析了硫系玻璃Ge₂₈Sb₁₂Se₆₀薄膜非线性吸收增强的原理,非线性吸收随着波长的增加由单光子吸收为主逐渐转变为双光子吸收为主;银膜的微纳结构导致硫系玻璃薄膜的共振中心频率发生了偏移。实验制备的用于增强硫系玻璃非线性的微纳结构制作简单,无需复杂光刻工艺,为非线性光子学器件的设计提供了新的思路。     

Enhancement of nonlinear optical phenomena from crown-like nanostructure zinc oxide based on whispering gallery mode

Whispering gallery mode （WGM）-enhanced nonlinear optical phenomena from crown-like nanostructure zinc oxide （ZnO） samples are observed. The samples are synthesized by vapor-phase transport method. The morphology and crystal struc- ture are examined and characterized by scanning electron microscopy （SEM）, X-ray diffraction （XRD） and high-resolution transmission electron microscopy （HRTEM）, and they are excited by femtosecond laser pulses with cen- tral wavelengths of 355 nm, 800 nm and 1150 nm, respectively. The typical stimulated emission presents a red shift com- pared with spontaneous emission, which is observed under the excitation of 355 nm with a relatively low threshold. The ultraviolet （UV） frequency up-conversion emission is obtained when the excitation pulse wavelengths are selected as 800 nm and 1150 nm, respectively. The peak position and the relationship between the emission intensity and excitation inten- sity demonstrate that the UV up-conversion photoluminescence （PL） is induced by two- and three-photon absorptions. The PL characteristics and their WGM-enhanced mechanism are investigated.     

中心金属原子对萘酞菁化合物激发态的光学非线性增强效应

应用Z-扫描技术对比研究了萘酞菁铅和萘酞菁钯化合物在波长为532 nm纳秒激光脉冲作用下的三阶非线光学特性。实验结果表明,两种萘酞菁化合物均显现出较强的非线性吸收特性(反饱和吸收)和非线性折射特性(自聚焦)。理论拟合得出萘酞菁铅和萘酞菁钯的非线性吸收系数分别为6.5410-10 m/W和3.9010-10 m/W;非线性折射系数率n2分别为1.6810-10 esu和8.0410-11 esu;二阶分子超极化率系数分别为3.4410-28 esu和2.5710-28 esu,CS2二阶分子超极化率系数为4.3210-33 esu;两种萘酞菁化合物的二阶分子超极化率强于CS2近5个数量级。实验结果表明,萘酞菁铅化合物具有较强的非线性吸收和非线性折射特性,且大于萘酞菁钯化合物的光学非线性特性是由于萘酞菁铅化合物的重原子效应提高了其光学非线性特性。     

用Z扫描技术研究Pd(mpo)2的非线性光学特性

为了研究一种新型功能配合物材料Pd(mpo)2的非线性光学特性,把二甲基甲酰苯胺(DMF)溶剂稀释的Pd(mpo)2溶液(浓度为0.75×10-4mol/L)作为待测样品,采用脉冲宽度为7ns,波长为532nm的激光束,对该样品进行了Z-扫描实验,测量了Pd(mpo)2材料的非线性吸收和非线性折射系数。实验发现,当入射光强很小时,其非线性吸收系数β=(1.916±0.016)cm/Gw,非线性折射系数γ0=-(3.153±0.048)×10-5cm2/Gw,且β和|γ|随入射光强的增大而线性减少。合理地解释了Pd(mpo)2的非线性光学特性产生机理:非线性吸收来自于近共振双光子吸收,而非线性折射是由于近共振双光子吸收造成的折射加强。非线性吸收和非线性折射系数随光强的增大而线性减少是近共振双光子吸收引起粒子数重新布居的结果。     

微爆材料的飞秒激光三维光存储

飞秒激光三维光存储是实现高密度和超高密度光存储的重要方法之一。对一种新的微爆材料（以PMMA为基质掺杂Sm0.5Ce0.5（DBM）3Phen染料）的吸收光谱进行了测量和分析,以波长为514.5 nm的激光作为激光光源获得了激发前后的荧光光谱,以800 nm飞秒激光作为激发光源得到激发前后的电子旋转共振光谱特性,并分析了不同激光脉冲能量下存储数据点尺寸和存储点读出灰度值的变化情况,并实现了该材料的飞秒激光四层光信息存储,点间距为4 m,层间距为16 m,实验结果表明:这种材料可以很好地应用于三维光信息存储。     

三氮杂桥C60衍生物的合成及其非线性光学性质

制备和研究了三氮杂桥C60衍生物（C60TA）的非线性光学性质。利用紫外（UV-Vis）、质谱（MS）和核磁（NMR）对制备的C60TA进行结构表征,UV-Vis谱图450 nm波长处无明显线性吸收,是非常好的非线性光学化合物。利用Z-扫描实验测定了在波长为532 nm、脉宽为8 ns条件下C60TA的非线性性能,结果...