红外与激光工程
2023, 52(11): 20230150
光子学报
2022, 51(10): 1019002
1 浙江传媒学院 媒体工程学院，浙江 杭州 310018
2 北京市计量检测科学研究院，北京 100029
3 黑龙江大学 电子工程学院，黑龙江 哈尔滨 150080
CdTe核壳结构半导体量子点具有特殊的非线性光学和超快动力学特性，使其在太阳能电池、光电子器件、生物标记和光纤传感领域有着广泛的应用前景。主要研究了6种不同核心尺寸、不同壳层厚度CdTe/CdS核壳结构半导体量子点的非线性光学和超快动力学特性。在波长400 nm、脉冲宽度130 fs激光脉冲作用下采用Z-Scan技术测量了样品的非线性吸收和非线性折射系数。实验结果表明，CdTe/CdS核壳结构量子点的壳层厚度影响非线性吸收和非线性折射特性，非线性吸收和非线性折射系数均随壳层厚度增加而增大。核心尺寸主要影响非线性吸收特性，非线性吸收系数随核心尺寸的增大而减小。在波长400 nm、脉冲宽度130 fs、频率1 kHz、单脉冲能量400 nJ条件下采用飞秒时间分辨瞬态吸收光谱技术测量了样品的超快动力学特性，得到了瞬态吸收光谱和超快动力学曲线。结果表明漂白信号上升过程时间随壳层厚度的增加而变大。快过程衰减时间随着壳层厚度的增加而变大，同时随着核心尺寸增加而增长；慢过程衰减时间随着壳层厚度的增加而变大。研究揭示了CdTe核壳结构量子点的核心尺寸、壳层厚度对非线性光学和超快动力学的影响规律，为核壳结构量子点的制备和光物理特性研究提供了理论基础。
CdTe/CdS quantum dots nonlinear absorption nonlinear refraction ultrafast dynamics exciton lifetime CdTe/CdS量子点 非线性吸收 非线性折射 超快动力学 激子寿命 红外与激光工程
2021, 50(2): 20200342
东南大学 先进光子学中心，江苏 南京 210096
具有偏振结构分布的强激光与非线性光学材料相互作用导致了多种新颖的非线性光学效应，反映了材料的非线性光学特性，调制了光场的传播行为。笔者概述了矢量光场激发三阶非线性光学效应的研究进展。首先简要介绍了任意偏振光激发三阶非线性光学效应的理论，如非线性薛定谔方程、光束传播方程、各向同性和各向异性三阶非线性光学系数。也简要介绍了表征三阶非线性光学系数的 Z-扫描技术。在弱聚焦条件下，给出了诸如径向偏振光、杂化偏振光和柠檬型庞加莱光束这三种类型矢量光场的焦场表达式。其次，重点回顾了多种矢量光场激发的各向同性/各向异性三阶非线性光学效应，包括径向偏振光激发的各向异性非线性光学效应、杂化偏振光激发的各向同性和各向异性非线性光学效应、柠檬型庞加莱光束激发的各向同性/各向异性非线性光学效应。最后，简要讨论了矢量光场在非线性偏振旋转、光束整形、可控光场塌缩与成丝和光限幅方面的应用。
矢量光场 非线性折射 双光子吸收 各向同性 各向异性 vectorial light field nonlinear refraction two-photon absorption isotropy anisotropy 红外与激光工程
2020, 49(12): 20201050
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Space Applied Physics and Chemistry, Ministry of Education, and Shaanxi Key Laboratory of Optical Information Technology, School of Science, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, China
2 Université Polytechnique Hauts de France, IEMN DOAE CNRS, Campus Le Mont Houy, 59309, Valenciennes Cedex, France
Goodness of fit is demonstrated for theoretical calculation of z-scan data based on beams propagating in the nonlinear medium and the Fresnel–Kirchhoff diffraction integral in experiments with high nonlinear refraction and absorption. The constancy of nonlinear optical parameters is achieved regardless of sample thickness and laser intensity, which clarifies the physical significance of optical parameters. We have obtained = 2.0 × 10?19 m2/W and = 5.0 × 10?13 m/W for carbon disulfide excited by a pulsed laser at 800 nm with pulse duration of 35 fs, which are independent of sample thickness and laser intensity. Affirming constancy of the extracted parameters to the incident light intensity may become a practice to verify the goodness of the z-scan experiment.
z-scan technique nonlinear refraction and absorption nonlinear optical coefficient carbon disulfide Chinese Optics Letters
2020, 18(7): 071903
黑龙江大学 电子工程学院，黑龙江 哈尔滨 150080
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5.3×10-11 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0.59×10-21 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。
ZnS晶体 非线性吸收 非线性折射 ZnS crystal nonlinear absorption nonlinear refraction
1 山东大学晶体材料国家重点实验室, 山东 济南 250100
2 山东大学功能晶体材料及器件教育部重点实验室, 山东 济南 250100
3 泰山学院化学化工与材料学院, 山东 泰安 271000
4 山东大学晶体材料国家重点实验室, 山东 济南 250100'山东大学功能晶体材料及器件教育部重点实验室, 山东 济南 250100
5 山东科技大学材料科学与工程学院, 山东 青岛 266590
采用传统溶液降温法生长了KDP 晶体，利用单光束Z扫描技术对不同取向的KDP晶体在λ=532 nm条件下的非线性折射和非线性吸收性质进行了研究；在皮秒激光脉冲条件下，以KDP晶体的应用为基础，探讨角度与KDP晶体非线性光学参数的关系。在本实验条件下，KDP晶体具有明显的非线性折射现象，而无明显非线性吸收现象，表现出明显的自聚焦效应。相关理论计算得到KDP晶体的非线性折射率γ（n2）和相应的三阶非线性极化率χ(3)k。结果表明:样品的取向对KDP晶体的非线性光学参数γ（n2），χ(3)k的数值具有一定的影响；在相位匹配方向（I类和II类）具有相对较小的非线性光学系数。
非线性光学 非线性光学参数 Z扫描 非线性折射 非线性吸收 极化率 光学学报
2015, 35(s2): s219001
1 苏州大学 物理科学与技术学院, 江苏 苏州 215006
2 欧贝黎新能源科技股份有限公司, 江苏 南通 226612
3 哈尔滨工业大学 物理学院, 哈尔滨 150001
提出了一种测量非透明材料表面光学非线性的新方法：挡板反射4F测量法。该方法在反射4F相位相干成像系统的基础上, 在4F系统的像平面放置一个与系统入射面光阑相匹配的不透明挡板, 通过测量不同情况下的反射率, 实现对材料光学非线性的测量。详细介绍了该方法的基本原理, 并通过数值模拟计算了入射角对测量灵敏度的影响。该方法具有单脉冲测量, 可同时得到材料的非线性吸收与折射系数等特点。结果表明, 在相同条件下挡板反射4F测量法的灵敏度比反射Z扫描方法高2个数量级。
表面非线性 反射 非线性折射 非线性吸收 surface nonlinearities reflection nonlinear refraction nonlinear absorption
1 四川大学 a.电子信息学院
2 四川大学 b.化工学院 成都 610064
3 中国工程物理研究院应用电子学研究所， 四川 绵阳 621900
利用氧化钕和盐酸为原料制得Nd(phen)2Cl3(三氯二邻菲罗啉合钕)，测得其光谱特性并以稀土氧化钕、苯甲酸和邻菲罗啉为原料制得绿色液体激光介质钕离子的配合物——NdB3phen（三苯甲酸—邻菲罗啉合钕）.利用飞秒激光器，采用单光束Z扫描法研究了NdB3phen的三阶非线性光学特性.结果表明：当入射飞秒激光脉冲波长为400 nm，峰值功率密度为2.94×1014 W/m2，脉宽为117 fs时，测得样品NdB3phen的非线性折射率为－2.84×10－18 cm2/W；NdB3phen在开孔条件下呈现反饱和吸收现象，测出双光子吸收系数的值为9.11×10－12 m/W.实验结果表明，NdB3phen的双光子吸收系数和非线性折射率随着光强的增强而增大.
三苯甲酸—邻菲罗啉合钕 Z扫描 非线性折射 非线性吸收 液体激光器 Tribenzoic acidphenanthroline coNd Zscan Nonlinear refraction Nonlinear absorption Liquid laser
利用波长为800 nm的飞秒激光脉冲, 通过Z扫描技术研究了CS2在不同光强下的非线性折射和非线性吸收特性发现, 随着光强的增加, 闭孔Z扫描透过率曲线发生了较大的轴向移位。分析结果表明: 在低光强下, 这种轴向移位源于双光子吸收的影响;而在高光强下, 是双光子吸收和五阶非线性共同作用的结果。给出了决定五阶非线性存在与否的临界光强, 以及非线性参量与轴向位移的关系。
Z扫描 轴向移位 非线性折射 非线性吸收 Z-scan carbon disulfide CS2 axial displacement nonlinear refraction nonlinear absorption 强激光与粒子束
2010, 22(10): 2271
