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-9.26×10-14、0.78×10-14 m/W, 非线性折射率系数分别为-0.86×10-20、1.46×10-20 m2/W, 三阶非线性极化率分别为2.72×10-15、1.36×10-15 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。

利用水热法合成了三种不同尺寸的单核CdTe量子点和核壳CdTe/CdS量子点。应用Top-hat Z-scan技术在纳秒、皮秒、飞秒激光脉冲作用下研究了三种不同尺寸单核CdTe量子点的非线性吸收特性。实验结果表明: 在不同激光脉冲作用下三种不同尺寸的CdTe量子点的非线性吸收特性均表现为饱和吸收, 并且均呈现出随着量子点尺寸的减小, 其非线性吸收特性增大的趋势。为了进一步研究量子点尺寸的变化对非线性吸收特性的影响, 又在飞秒激光脉冲作用下研究了核壳CdTe/CdS量子点的非线性吸收特性; 随着包壳时间的增加, 壳层厚度增加, 量子点尺寸增加, 其非线性吸收特性呈减小趋势, 并且核壳CdTe/CdS量子点的非线性吸收特性明显优于单核CdTe量子点; 分析讨论了单核CdTe量子点与核壳CdTe/CdS量子点的非线性吸收特性和量子尺寸效应机制, 实验结果表明合成的量子点样品均具有良好的量子尺寸效应。