Author Affiliations
Abstract
1 Hunan Key Laboratory of Nanophotonics and Devices, School of Physics and Electronics, Central South University, Changsha 410083, China
2 Key Laboratory of Hunan Province for Statistical Learning and Intelligent Computation, School of Mathematics and Statistics, Hunan University of Technology and Business, Changsha 410205, China
Two-dimensional (2D) nonlinear optical mediums with high and tunable light modulation capability can significantly stimulate the development of ultrathin, compact, and integrated optoelectronics devices and photonic elements. 2D carbides and nitrides of transition metals (MXenes) are a new class of 2D materials with excellent intrinsic and strong light-matter interaction characteristics. However, the current understanding of their photo-physical properties and strategies for improving optical performance is insufficient. To address this issue, we rationally designed and in situ synthesized a 2D Nb2C/MoS2 heterostructure that outperforms pristine Nb2C in both linear and nonlinear optical performance. Excellent agreement between experimental and theoretical results demonstrated that the Nb2C/MoS2 inherited the preponderance of Nb2C and MoS2 in absorption at different wavelengths, resulting in the broadband enhanced optical absorption characteristics. In addition to linear optical modulation, we also achieved stronger near infrared nonlinear optical modulation, with a nonlinear absorption coefficient of Nb2C/MoS2 being more than two times that of the pristine Nb2C. These results were supported by the band alinement model which was determined by the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) experiment and first-principal theory calculation. The presented facile synthesis approach and robust light modulation strategy pave the way for broadband optoelectronic devices and optical modulators.
MXenes optical properties modulation in situ growth carriers transfer nonlinear optical absorption 
Opto-Electronic Advances
2023, 6(10): 220162
作者单位
摘要
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093
为了研究不同层数纳米片在近红外二区的非线性光学吸收性质的变化,采用配体辅助再沉淀方法制备了不同层数(3~5层)的CsPbBr3纳米片。以中心波长为1030 nm、脉宽为6 ps、重复频率为25 kHz的激光作为激发光源,利用Z?扫描技术研究了CsPbBr3纳米片的非线性三光子吸收光学性质。研究结果表明:CsPbBr3纳米片的非线性三光子吸收截面随层数减小而增大,量子限域效应增强,三层纳米片的三光子吸收截面高达4.1×10?71 cm6s2photon?2。CsPbBr3纳米片在近红外二区具有优良的非线性光学吸收性质,可应用于多光子激发荧光成像领域。
CsPbBr3 二维纳米片 非线性光学吸收 CsPbBr3 two-dimensional nanoplatelets nonlinear optical absorption 
光学仪器
2021, 43(1): 49
作者单位
摘要
吉林大学电子科学与工程学院, 吉林 长春 130012
超快激光一般是指脉冲宽度短于10 ps 的脉冲激光,主要指短皮秒和飞秒(10-15s)激光。这个时间尺度短于激发态电子向晶格弛豫能量的所需时长,使光与物质相互作用呈现了与通常光激发显著不同的特性,也促成了其崭新的光电应用。围绕飞秒激光与物质相互作用快(作用时间短)、强(瞬态功率高)、精(非线性使作用区体积小,用作加工分辨率高)的特点,开展了系列研究,包括飞秒激光超快光谱用于光/电-电/光转换动力学探索,激光诱导气体成丝用于近程遥感探测,及飞秒激光微纳加工用于新原理、新材料微纳集成器件的制备。介绍了相关研究的进展。
超快激光 激光直写 激光微纳制造 非线性光学吸收 双光子聚合 ultrafast laser laser direct writing nanofabrication nonlinear optical absorption two-photon polymerization 
光学与光电技术
2017, 15(4): 1
白正元 1,2,*张龙 1王康鹏 1,3
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所 中国科学院强激光材料重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 爱尔兰都柏林圣三一学院 物理系, 都柏林 爱尔兰
有序贵金属纳米结构由于其本身所特有的光学响应及灵活调控能力, 在微纳光电子材料与器件研究领域得到了广泛应用。在众多相关研究中, 如何实现金(Au)纳米周期结构的大面积快速制备是人们关心的重要问题之一。采用纳米球自组装刻蚀方法, 在大孔周期结构模板内部成功制备了新型二维Au纳米阵列, 并有效避免了杂散Au纳米颗粒的产生。通过进一步的工艺优化和参量控制, 实现了Au纳米颗粒尺寸的灵活调控, 并探讨了其结构形成的物理机理。光学测试研究结果揭示了二维Au纳米阵列的表面等离子体吸收与散射响应, 并证明其在近红外飞秒脉冲激励下具有显著的双光子吸收(饱和)效应。该研究结果在太阳能电池, 光开关及材料微纳制备等领域具有潜在应用。
纳米结构制备 金纳米阵列 自组装 非线性光学吸收 nanostructure fabrication Au nano array self-assembling nonlinear optical absorption 
红外与激光工程
2017, 46(5): 0534001
作者单位
摘要
上海大学理学院物理系, 上海 200444
利用开孔Z扫描技术研究了吸收峰分别为553 nm和503 nm的两种尺寸CdSe/ZnS核-壳结构量子点溶液的非线性吸收性质.对于532 nm,6 ns激光脉冲,两种材料均表现出饱和吸收向反饱和吸收转化的现象.数值模拟结果表明:当吸收峰波长大于激光波长时,饱和吸收过程由快、慢两种机制组成,分别对应基态载流子被激发至不同的激发态,而强光下的反饱和吸收与快过程相关;当吸收峰波长小于激光波长时,饱和吸收主要由快过程机制引起,强光下的反饱和吸收源自激发态吸收和双光子吸收.我们的研究结果表明半导体量子点是研制光开关和光限制器件的理想候选材料.
非线性光学 非线性吸收 量子点 Z-扫描 Nonlinear optics CdSe/ZnS CdSe/ZnS Nonlinear optical absorption Quantum dots Z-scan technique 
光子学报
2010, 39(7): 1123
作者单位
摘要
1 华南师范大学量子电子学研究所,广东,广州,510631
2 广州大学物理系,广东,广州,510405
主要研究了一个特殊非对称量子阱中的线性和三阶非线性光吸收系数.首先利用量子力学中的密度矩阵算符理论和迭代方法导出了线性和三阶非线性光吸收系数的表达式,然后以典型的非对称量子阱GaAs/AlGaAs材料为例作了数值计算.数值结果表明,入射光强以及系统的非对称性对总的光吸收系数有比较大的影响,从而为实验研究提供理论依据.
非线性光学 非线性光吸收系数 非对称量子阱 密度矩阵方法 nonlinear optics nonlinear optical absorption asymmetric quantum well density matrix method 
量子电子学报
2004, 21(4): 429

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