Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Space Photoelectric Detection and Perception of Ministry of Industry and Information Technology, College of Astronautics, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China
2 College of Science, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 211106, China
We investigate the nonlinear optical limiting effect of novel graphene dispersions and graphene dispersions in carbon tetrachloride at a wavelength of 3.8 µm. The transmittances of graphene dispersions in carbon tetrachloride under two different concentrations (0.004 and 0.008 mg/mL) and two different solution thicknesses (10 and 20 mm) are measured. The influences of concentration and thickness on the optical limiting effect of graphene dispersion are analyzed. Theoretical analysis of the experimental data shows that the main optical limiting mechanism of the new graphene dispersions is Mie scattering. The limiting capacity coefficient of the new graphene dispersion in carbon tetrachloride reaches 0.405 and the minimum transmittance reaches 0.292 when the concentration is 0.004 mg/mL and the thickness is 20 mm. The graphene dispersions in carbon tetrachloride can be used to achieve good nonlinear optical limiting effects at the wavelength of 3.8 µm.
nonlinear optical limiting nonlinear scattering graphene dispersion 
Chinese Optics Letters
2023, 21(2): 021902
吕泽 1,4方佑 1,4冯迢 3,4宗楠 1,2,*[ ... ]彭钦军 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院理化技术研究所 固体激光重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院理化技术研究所 功能晶体与激光技术重点实验室, 北京 100190
3 中国科学院理化技术研究所 光化学转换和功能材料重点实验室, 北京 100190
4 中国科学院大学, 北京 100049
激光防护材料在保护人眼和光学器件免受强激光破坏方面具有重要意义,其中基于非线性光学原理工作的固态光限幅材料有望成为未来激光防护的主体。本文介绍了光限幅材料的研究背景、工作机理、参数指标以及测试技术,综述了目前具有实用前景的多类光限幅材料的研究进展,对无机半导体材料、共轭有机高分子、无机金属团簇、碳纳米材料、二维材料等5类材料做了重点介绍,探讨这些光限幅材料的发展前景,并介绍了相关材料在固态基质中器件化的研究现状。
光限幅 非线性光学 激光防护 optical limiting nonlinear optics laser protection 
中国光学
2022, 15(4): 625
Author Affiliations
Abstract
Department of Electrical and Computer Engineering, National University of Singapore, 4 Engineering Drive 3, 117576, Singapore
Nonlinear optics is an important research direction with various applications in laser manufacturing, fabrication of nanostructure, sensor design, optoelectronics, biophotonics, quantum optics, etc. Nonlinear optical materials are the fundamental building blocks, which are critical for broad fields ranging from scientific research, industrial production, to military. Nanoparticles demonstrate great potential due to their flexibility to be engineered and their enhanced nonlinear optical properties superior to their bulk counterparts. Synthesis of nanoparticles by laser ablation proves to be a green, efficient, and universal physical approach, versatile for fast one-step synthesis and potential mass production. In this review, the development and latest progress of nonlinear optical nanoparticles synthesized by laser ablation are summarized, which demonstrates its capability for enhanced performance and multiple functions. The theory of optical nonlinear absorption, experimental process of laser ablation, applications, and outlooks are covered. Potential for nanoparticle systems is yet to be fully discovered, which offers opportunities to make various types of next-generation functional devices.
nonlinear optics nanoparticles optical limiting saturable absorption laser ablation 
Opto-Electronic Science
2022, 1(5): 210007
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Space Photoelectric Detection and Perception of Ministry of Industry and Information Technology, College of Astronautics, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China
2 College of Science, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 211106, China
A novel infrared broadband nonlinear optical limiting (NOL) technology based on stimulated Brillouin scattering (SBS) in As2Se3 fiber is proposed. The As2Se3 fiber allows a weak infrared laser to pass through, but blocks an intense laser with the same wavelength due to the SBS effect. This NOL technology has been experimentally proved to have excellent NOL performance for incident pulsed lasers with a typical infrared wavelength of 3.6 µm. The linear transmissions of 1 m and 0.5 m As2Se3 fibers are higher than 90%, and the lowest nonlinear transmissions are reduced to 0.89% and 1.23%, respectively.
nonlinear optical limiting stimulated Brillouin scattering As2Se3 fiber 
Chinese Optics Letters
2022, 20(3): 031902
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Materials Science and Engineering, Fujian University of Technology, Fuzhou 350108, China
2 Center for Advanced Energy and Functional Materials, Fujian University of Technology, Fuzhou 350108, China
3 State Key Laboratory of Polymer Materials Engineering, Sichuan University, Chengdu 610207, China
4 State Key Laboratory of Materials Processing and Die & Mould Technology, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
The optical limiting performances of few-layer transitional metal dichalcogenides (TMDs) nanosheets in the VB group (VS2, VSe2, NbS2, NbSe2, TaS2, and TaSe2) were systematically investigated for the first time, to the best of our knowledge. It was found that these TMDs nanosheets showed a normalized transmittance in the range of 20%–40% at the input energy of 1.28 GW/cm2. Ultralow initial threshold FS (0.050.10 J/cm2) and optical limiting threshold FOL (0.822.23 J/cm2) were achieved in the TMDs nanosheets, which surpassed most of the optical limiting materials. This work showed the potential of TMDs beyond MoS2 in optical limiting field.
optical limiting transitional metal dichalcogenide initial threshold optical limiting threshold 
Chinese Optics Letters
2022, 20(2): 021901
作者单位
摘要
北达克达州立大学 化学与生物化学系,美国 北达克达州法戈市 58108-6050
本文总结了2003~2019年报道的联三吡啶铂(Ⅱ)配合物的反饱和吸收或双光子吸收及光限幅研究进展,并对这类配合物的光物理特性,包括基态吸收?激发态吸收?激发态寿命和三重态量子产率?在532 nm的反饱和吸收或光限幅,在近红外光区的双光子吸收,以及构效关系进行了评估。首先介绍了目前光限幅材料和器件的研究现状,对反饱和吸收和双光子吸收材料的基本要求,以及平面正方形铂(Ⅱ)配合物的种类和特性;其次讨论了六个系列联三吡啶类铂(Ⅱ)配合物的反饱和吸收或光限幅及构效关系;随后总结了五个系列联三吡啶铂(Ⅱ)配合物的双光子吸收及结构变化对双光子吸收截面的影响;最后对文献报道的工作进行了小结。根据文献报道的工作发现的一个趋势是:在联三吡啶配体或单齿炔配体上引入取代基可以调节基态和激发态的吸收,特别是在配体上引入给电子基团或增加联三吡啶和其上的芳香环取代基的共平面性会引起基态吸收红移但降低或淬灭激发态的吸收,这样会降低在532 nm的反饱和吸收或光限幅。但是扩展联三吡啶配体上的共轭体系则能大幅提高铂(Ⅱ)配合物的双光子吸收截面,尤其是在联三吡啶配体上引入吸电子的共轭芳香环取代基可以控制基态吸收在500 nm以下,同时保持了在可见光区的长寿命宽幅三重激发态吸收和在近红外光区的中等强度的双光子吸收,这对研制宽幅激光限幅材料有重要意义。
光限幅;非线性吸收;联三吡啶铂(Ⅱ)配合物;反饱和吸 optical limiting nonlinear absorption platinum(Ⅱ) terpyridine complex reverse saturable absorption two-photon absorption 
红外与激光工程
2020, 49(12): 20201078
作者单位
摘要
长春理工大学 化学与环境工程学院, 吉林 长春 130022
通过共价键合将二氨基二枯丁苯氧基氯代铟酞菁(Pc)与羧基化氧化石墨烯(GO-COOH)键合在一起, 得到二氨基二枯丁苯氧基氯代铟酞菁-氧化石墨烯键合产物(Pc-GO-COOH), 并以键合产物为原料反应得到引发剂。以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为聚合反应单体, 通过原子转移自由基聚合(ATRP)反应得到四种不同分子量的聚合物样品。采用凝胶渗透色谱(GPC)对聚合物分子量分布测试, 结果表明, 所制备的聚合物的分子量分布范围较窄, 聚合反应具有良好的可控性。采用Z-扫描方法对聚合物样品溶液进行的三阶非线性测试结果表明, 所制备的聚合物具有优良的三阶非线性光学性质, 且当聚合物的分子量分别为9 063和12 196时, 三阶非线性极化率值分别为8.1×10-11、2.1×10-11 esu。同时对聚合物样品的光限幅性能测试结果表明, 两种样品的有效激发态与基态吸收截面比分别为2.69和2.20, 具有较好的光限幅能力, 具有较大的应用前景。
二氨基二枯丁苯氧基氯代铟酞菁 氧化石墨烯 原子转移自由基聚合 三阶非线性 光限幅 diaminophenoxyl chloride indium phthalocyanine graphene oxide atom transfer radical polymerization third-order nonlinear optical limiting 
红外与激光工程
2020, 49(1): 0107001
作者单位
摘要
1 河北大学 化学与环境科学学院 河北省化学生物学重点实验室 教育部药物化学与分子诊断重点实验室, 河北 保定 071002
2 光电信息安全控制科学技术实验室, 天津 300308
3 哈尔滨工业大学 物理系, 黑龙江 哈尔滨 150001
在钯催化下, 一步反应合成并表征了三个扭曲并苯功能化的杂芳烃分子(2, 5, 8)。与扭曲并苯分子1相比, 所得分子的吸收波长和发射波长发生明显红移, 荧光位于蓝光和绿光区域。化合物2、5、8的最大吸收波长分别位于462、478、468 nm, 发射波长分别位于476/506、497/527、497/520 nm。利用循环伏安法测试了分子的电化学性质, 结果显示分子8拥有最小的可逆的第一氧化电位0.35 V, 归因于氧化氨基部分。利用飞秒激光实验表征了分子的光限幅性质, 实验结果表明所有分子均具有优良的透过率, 且分子5呈现最优的光限幅响应能力。
扭曲并苯 合成 光电性质 光限幅 twistacene synthesis optoelectronic property optical limiting 
红外与激光工程
2019, 48(11): 1103005
作者单位
摘要
兰州大学 化学化工学院 功能有机分子化学国家重点实验室, 甘肃 兰州 730000
块状材料锑粒通过液相剥离成功制备了锑烯纳米片。采用扫描电镜、紫外-可见吸收光谱和拉曼光谱对所制锑烯进行了表征, 制备的锑烯纳米片展现出从紫外区到可见光区的宽谱吸收, 并且展现出锑的拉曼特征峰, 微观结构上展示出二维纳米片状的独特结构。利用Z-扫描技术对所制样品的三阶非线性光学性质测试发现, 在脉冲宽度为4 ns、波长为532 nm的激光光源激发下, 锑烯展示出饱和吸收的性质, 其非线性吸收系数β为-7.86×10-11 m/W。通过对样品进行电子辐照, 成功获取了具有光限幅性质的二维锑烯。辐照后的锑烯展示出反饱和吸收的性质, 非线性吸收系数β为8.69×10-11 m/W。
锑烯 电子辐照 光限幅 antimonene electron irradiation optical limiting 
红外与激光工程
2019, 48(11): 1103004
作者单位
摘要
西安交通大学 电子与信息工程学院 陕西省信息光子技术重点实验室, 陕西 西安 710049
作为一类新型二维纳米材料, 金属碳/氮化物纳米片(MXene)具有高的比表面积和电导率, 以及组分、层数与厚度灵活可控的优点, 在储能、催化、传感和光学等领域具有潜在应用价值。研究了一种MXene材料碳化钛(Ti3C2TX)纳米片分散液的非线性光学效应及其响应机制。发现Ti3C2TX纳米片分散液在532、1 064 nm纳秒脉冲激光作用下表现出优异的光限幅性能, 其限幅阈值分别为0.14 J/cm2和0.12 J/cm2; 通过测量非线性散射光强度随入射光功率密度的依赖关系, 发现该材料光限幅响应机制主要起源于非线性光学散射效应。与传统的光限幅材料C60比较, 该材料具有光限幅阈值低、响应波长范围宽等优点。
光限幅 碳化钛纳米片 非线性散射 optical limiting titanium carbide nanosheets nonlinear scattering 
红外与激光工程
2019, 48(11): 1103002

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