比较发光法与双光子吸收的特性

在非线性光学中,双光子吸收是一个重要的课题。目前,关于这一课题的实验与理论研究,已被广泛用于光谱技术、基本参数测量和光学多稳态的探讨等方面。有些书籍或文章在论及双光子吸收时说:对于那些电偶极禁戒跃迁的能级能够发生双光子吸收。那么由此能否说双光子吸收具有四极跃迁的形式呢?对单光子吸收是“允许”的能级能否发生双光子吸收呢?本文从以下几个方面讨论了这些问题。     

吡啶盐衍生物双光子吸收性质的理论研究

基于ASPT分子结构,设计了一类具有双重电荷转移结构的二维有机分子生色团,并合成了其中的两种新型分子.实验测试和理论计算结果都表明此类分子在620～1200nm波长范围内没有明显的单光子吸收,因此可在该波段内研究其双光子吸收性质并寻求应用途径.应用量子化学理论中的INDO/CI方法结合计算非线性光学性质的态求和(SOS)方法对此类分子的双光子吸收性质进行了理论研究,结果显示此类分子具有较强的双光子吸收及合适的吸收波长,是一类很有前途的双光子材料.     

C60薄膜双光子光学非线性与双光子跃迁

我们用Ｚ－扫描方法测量了Ｃ６０薄膜在６３３ｎｍ处大的双光子吸收系数β≈５．４ｃｍ／Ｗ，并由此计算了Ｃ６０薄膜双光子共振三阶非线性极化系数的实部和虚部。与计算的Ｃ６０分子能级进行比较，讨论了它的共振双光子光学跃迁。     

C_（60）薄膜双光子光学非线性与双光子跃迁

我们用Ｚ－扫描方法测量了Ｃ６０薄膜在６３３ｎｍ处大的双光子吸收系数β≈５．４ｃｍ／Ｗ，并由此计算了Ｃ６Ｏ薄膜双光子共振三阶非线性极化系数的实部和虚部。与计算的Ｃ６Ｏ分子能级进行比较，讨论了它的共振双光子光学跃迁。     

双光子共振介质光学双稳特性的理论研究

最近报导了在原子蒸气中,工作在三能级双光子近共振情形的光学双稳实验。由于在F-P腔内形成对双光子跃迁消除Doppler效应的结构,所有原子都对光学双稳的形成具有贡献,因此会形成较好的双稳特性。本文试图对双光子共振介质中的双稳特性进行一般性的理论分析,包括稳态双光子离共振情形,稳态双光子近共振情形以及瞬态双光子近共振情形。 对于双光子离共振情形,本文不需引入通常采用的平均场近似,便可得到一般非线性标准具的双稳特性方程组。     

罗丹明6G的非简并双光子吸收特性研究

利用飞秒激光泵浦-探测技术,在实验上研究了常用荧光染料分子罗丹明6G的非简并双光子激发荧光特性,并测试了其非简并双光子吸收截面。与等效波长下文献报道的罗丹明6G的简并双光子吸收截面作对比,发现其非简并双光子吸收截面总是大于简并双光子吸收截面,从实验上证明了双光子吸收过程中的中间态共振增强效应。基于有效态模型,用量子化学的方法从理论上分析罗丹明6G的双光子吸收截面,将理论拟合与实验测试结果进行对比,发现理论与实验具有很好的一致性。     

二芳基乙烯的光学性质及其在超分辨光存储中的应用

利用开环态双光子吸收转化荧光光谱、荧光淬灭光谱等探究了二芳基乙烯的光学记录特性及参数,得到其非线性吸收系数为3.46×10~(-13) m/W,双光子吸收转化的阈值功率密度为107.36GW/cm~2,荧光淬灭的阈值功率密度为2.89GW/cm~2。基于所得到的测试参数,理论计算出其在超分辨光存储中的分辨率可达60.0nm,并设计了一种基于二芳基乙烯的双光子双光束超分辨光存储信息记录和读出方法。研究结果表明,二芳基乙烯具有光诱导-光抑制、非线性吸收及荧光淬灭等特性,是一种优异的超分辨光存储备选材料。     

双光子吸收产生消除多普勒加宽的光谱

本文讨论原子(分子或离子)光谱的多普勒加宽和双光子吸收的理论,介绍利用双光子吸收产生消除多普勒加宽的光谱的有关实验。并且展望未来双光子吸收的研究和应用。     

双光子吸收截面的测量方法

综述了非线性透过率法、Z-扫描技术．双光子诱导荧光法、双光子瞬态吸收光谱法等各种测量双光子吸收截面的方法，分析了各种测量方法的特点。     

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。     

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。     

Ni(mpo)_2的近双光子共振光学非线性特性的研究

采用脉冲宽度为7ns、波长为532nm的激光束,首次利用Z-扫描技术测量了新型功能配合物材料Ni(mpo)2[分子式C10H8N2NiO2S2]的非线性吸收系数和非线性折射系数。用粒子数重新布居模型,合理地解释了非线性吸收和非线性折射的产生机理: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。非线性吸收系数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。     

Three Measurement Methods of Two-photon Absorption Cross-section

Through the experimental design and theoretical analysis, three technologies used for characterizing the two-photon absorption（TPA） properties, such as nonlinear transmission experiment and theory, Z-scan technology and two-photon induced fluorescence method, are introduced. The properties of the three experiments to be utilizable and realizable under desirable limitation are simply analyzed. The advantages of the measurements for TPA characterization are also analyzed.     

激光模拟单粒子效应中单光子与双光子吸收诱导电荷量对比

通过理论推导和模拟试验,研究了单光子和双光子吸收分别占主导时,脉冲激光模拟试验中电荷收集效率之间的定量关系。分析不同光学参数对模拟试验中电离电荷浓度影响,确定具体激光波长、脉宽、能量及束斑等参数。根据脉冲激光在硅中单光子线性吸收和双光子非线性吸收的特点,推导单光子与双光子吸收产生电荷量比值的定量公式。通过1064 nm和1200 nm波长激光的验证试验,发现了响应脉冲及产生电荷量与脉冲激光能量或能量平方具有良好的线性关系,且在单光子吸收和双光子吸收各自占主导时,单光子吸收产生电荷率明显高于双光子吸收,证明了两种波长激光产生电荷量的比值近似等于公式计算结果。结果表明,1200 nm脉冲激光 1 nJ2 诱导电荷量等同于1064 nm脉冲激光 0.039 nJ诱导电荷量。     

一种新型芴类衍生物的双光子光致漂白三维光存储

基于光致漂白的双光子吸收三维光信息存储原理,以钛蓝宝石飞秒脉冲激光在一种新型光致漂白材料芴类衍生物BMOSF中进行光致漂白双光子信息写入和读出的实验研究,实现了6层光信息存储,信息点间距和信息层间距分别为8和10μm;采用MATLAB软件对6层信息点进行信号强度识别和信号点强度对比.实验表明,芴类衍生物BMOSF可以用...     

Nondegenerate optical Kerr effect in semiconductors

We calculate the nondegenerate bound electronic nonlinear refractive index n₂(ω₁;ω₂) (i.e., an index change at frequency ω₁ due to the presence of a beam at frequency ω₂) in semiconductors. We calculate this nonlinearity and its dispersion using a Kramers-Kronig transformation on the calculated nondegenerate nonlinear absorption spectrum due to two-photon absorption, electronic Raman and optical Stark effects. The calculated n₂ values and their dispersion are compared to new experimental values for ZnSe and ZnS obtained using a 2-color Z-scan     

meso-四(对十六烷氧基苯基)卟啉的非线性吸收研究

从理论和实验两方面对新型卟啉化合物5,10,15,20-四(对十六烷氧基苯基)卟啉的非线性吸收特性进行了研究.实验采用开孔Z-扫描方法,使用可调谐纳秒光参量振荡器(OPO)作为光源,获得了710～820 nm波长范围内的Z-扫描曲线.研究表明,该卟啉化合物在较宽的光谱范围内具有大的非线性吸收系数,是一种具有潜在应用价值的新型光限幅材料.     

一种新型有机金属化合物的三阶光学非线性研究

为了研究一种新型有机金属化合物(十六烷基三甲基铵)双(1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮-4,5-二硫基)-镍(简称CTNi)的三阶非线性光学性质,配制了浓度为1.0×10-4mol/L的丙酮溶液作为待测样品,采用Z扫描测试技术,在波长为1064 nm,脉宽为40 ps的条件下研究了该样品的三阶非线性光学性质.研究发现,该材料具有很强的饱和吸收特性,其激发态有效吸收截面为eσff=1.47×10-18cm2,相应的非线性吸收系数β=-4.36×10-12m/W.另外,Z扫描曲线显示该材料还具有较强的自散焦效应,其三阶非线性折射系数n2=-1.55×10-18m2/W.