红外与激光工程
2022, 51(7): 20210609
黑龙江大学 电子工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150080
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。
三阶光学非线性 third-order optical nonlinearity CdTe CdTe CdS CdS Top-hat Z-scan Top-hat Z-scan 红外与激光工程
2018, 47(3): 0306004
黑龙江大学电子工程学院，黑龙江 哈尔滨 150080
应用Z-扫描技术对比研究了萘酞菁铅和萘酞菁钯化合物在波长为532 nm纳秒激光脉冲作用下的三阶非线光学特性。实验结果表明，两种萘酞菁化合物均显现出较强的非线性吸收特性(反饱和吸收)和非线性折射特性(自聚焦)。理论拟合得出萘酞菁铅和萘酞菁钯的非线性吸收系数β分别为6.54×10-10 m/W和3.90×10-10 m/W；非线性折射系数率n2分别为1.68×10-10 esu和8.04×10-11 esu；二阶分子超极化率系数γ分别为3.44×10-28 esu和2.57×10-28 esu，CS2二阶分子超极化率系数为4.32×10-33 esu；两种萘酞菁化合物的二阶分子超极化率强于CS2近5个数量级。实验结果表明，萘酞菁铅化合物具有较强的非线性吸收和非线性折射特性，且大于萘酞菁钯化合物的光学非线性特性是由于萘酞菁铅化合物的重原子效应提高了其光学非线性特性。
三阶光学非线性 萘酞菁 重原子效应 third-order optical nonlinearity naphthalocyanine heavy atom effect
1 湖北经济学院 信息管理学院，湖北 武汉430205
2 湖北经济学院 电子工程系，湖北 武汉430205
3 武汉邮电科学研究院，湖北 武汉430074
基于非线性光学原理，周期性金属纳米结构与非线性光学材料复合可以实现全光开关。通过数值模拟周期性金属纳米结构附近的电磁场可知，周期性金属纳米结构的表面等离子体激元有着明显的局域场增强特性。这种强的局域场可以大大增加非线性材料的三阶非线性效应，使全光调控现象更明显，从而降低开关的阈值功率，并实现超快的响应速度，有望在将来全光通信网络中得到广泛应用。
周期性金属纳米结构 全光开关 三阶光学非线性 metallic periodic nanostructure alloptical switch thirdorder optic nonlinearity
1 重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室
2 重庆大学通信工程学院
3 重庆大学自动化学院，重庆 400044
采用数值计算方法对薄膜材料的Z-扫描参量进行研究.对不同激光脉宽下Z-扫描的三阶非线性折射系数和吸收系数进行分析，结果显示不同等级的脉宽激光器对计算结果的数量级影响很大.对不同小孔光阑半径的Z-扫描闭孔曲线进行仿真，结果显示光阑小孔越小，获得特征曲线的峰谷值越明显.对不同光阑离透镜焦点的距离值进行Z-扫描闭孔曲线仿真，结果显示距离为1/2透镜焦距值时闭孔Z-扫描曲线能得到相对较大的峰谷差值.数值分析结果与相关文献报道的实验结果基本一致.
Z-扫描 薄膜材料 三阶光学非线性 激光脉宽 Z-scan Film materials Third-order optical nonlinearities Laser pulse duration
1 北京化工大学物理系,北京,100029
2 北京化工大学有机化学实验室,北京,100029
利用单光束Z扫描技术,在波长532 nm、脉宽8 ns的条件下研究了新型的金属有机配合物[CuCl2(BOEP)2]的三阶非线性光学性质.由实验结果发现配位化合物虽然没有明显的非线性吸收性质,但是其三阶非线性折射率比相应配体大很多.探讨了配合物的结构和其三阶非线性光学性质的关系,认为配位化合物的π共轭离域体系的增大和金属中心离子与配体之间的电子转移是配合物具有更大非线性折射率的主要原因.选择具有π键的配体与金属离子合成为配合物,使其非线性效应明显增强,这对合成性能更好的非线性材料有一定的参考价值.
三阶光学非线性 Z扫描 配合物 共轭离域体系
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1.0×10-4 mol/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σeff=1.47×10-18 cm2，相应的非线性吸收系数β=-4.36×10-12 m/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=-1.55×10-18 m2/W。
非线性光学 三阶光学非线性 有机金属化合物 Z扫描技术
河南大学物理与信息光电子学院,河南开封,475001
利用皮秒激光光源,采用z扫描技术研究了一种新型金属有机化合物的三阶非线性光学性质以及光限幅特性.z扫描研究结果表明,这种化合物在1064 nm波长激光激发下的三阶非线性极化率χ(3)为3.8×10-14 esu,并且存在双光子吸收.光限幅实验结果显示双光子吸收和非线性折射两种不同机制决定了该化合物的光限幅特性.
三阶光学非线性 z扫描 共轭π键 双光子吸收
华东师范大学物理系光谱学和波谱学教育部重点实验室,中国上海,200062
从光动力治疗癌症的疗效着眼研究酞菁配合物的三阶非线性光学性能.用时间分辨简并四波混频方法测量苯硫基钛菁锌(C56H32S4Zn),苯硫基铝酞菁(C56N32AlClN8S4)以及烷氧基铝酞菁(C56H32AlN8O4)的三阶非线性光极化率;测量四波混频响应的衰减过程;研究时间响应的超快过程和慢过程及其动力学机制,它们分别对应于单态和三线态的寿命.在荧光显微成像系统中观察三种酞菁光敏剂对人肝癌细胞杀伤的形态变化,并用MTT方法检测细胞存活率.对三种酞菁配合物的三线态量子产率和寿命进行测定,结果与它们对人肝癌细胞的光动力杀伤作用相关联.
酞菁 光敏剂三阶光学非线性 三线态量子产率和寿命 荧光显微成像系统 phthalocyanine the 3rd optical nonlinearity of photosensitizer quantum yield and lifetime of triplet state fluorescence microscopy imaging system
