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
广东第二师范学院物理与信息工程系, 广东 广州 510303
研究单层石墨烯的三阶非线性和光双稳态效应。通过理论分析和数值模拟,改变单层三阶非线性石墨烯的费米能级、弛豫时间、双光子吸收系数及温度条件,调制单层三阶非线性石墨烯光双稳态的阈值大小。单层三阶非线性石墨烯的费米能级越大,温度越高,则光双稳态的阈值越大;双光子吸收系数越大,双稳态的低阈值越大;弛豫时间和双光子吸收系数会明显地改变石墨烯结构的光透射率,而光透射率则对石墨烯材料自身温度不敏感。该结论可为设计各类微纳结构的光子器件如光开关和光传感等提供理论依据。
表面光学 石墨烯表面等离子体 三阶非线性效应 光双稳态 费米能级
中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
通过在碲玻璃中添加重金属离子, 尝试制作了具有较大的非线性折射率、时间响应快、吸收小的光开关玻璃。采用超快飞秒光克尔门技术对光开关玻璃的光克尔信号进行测试, 测试结果显示, 光开关玻璃的光克尔信号对称性好, 信号半高宽度达到~225 fs, 三阶非线性极化率达到~0.8×10-20 m2/V2, 透过率达到70%~80%; 研制的光开关玻璃为皮秒和飞秒光开光材料的选取提供了依据。
光开关玻璃 三阶非线性系数 光克尔效应 碲酸盐玻璃 optical shutter glasses three order nonlinear coefficient optical Kerr effect tellurite glasses 红外与激光工程
2018, 47(1): 0121001
偶氮掺杂液晶具有非常强的三阶光学非线性, 其非线性机理包括光致热效应等多种物理机理。为了测量偶氮掺杂液晶三阶光学非线性, 本文采用非线性干涉法, 定量测量了波长632.8 nm下, 光强变化所引起的折射率改变。为了测量得到热效应对掺杂液晶非线性的贡献, 我们提出了温度等效法, 通过在暗室中加热掺杂液晶样品产生与光照时相同的温度变化, 模拟出等效的热效应, 从而将热效应从多种非线性机理中单独区分出来; 通过测量此时的折射率改变, 以及对应的温度和光强变化, 得到了热效应导致的光学非线性。为了提高非线性干涉方法的灵敏度和消除环境震动带来的误差, 本文采用了双路干涉的方法, 使得测量精确性大为提高。测量结果表明：在波长632.8 nm下, 掺杂液晶三阶非线性系数n2为0.268 cm2/W, 其中热效应的贡献为0.091 cm2/W。
三阶非线性效应 偶氮掺杂液晶 热效应 温度等效法 双路干涉法 third-order optical nonlinearity azo-dye-doped liquid crystal thermal effect temperature equivalent method double-beam interferometry
河南大学物理与电子学院微系统物理研究所, 河南 开封 475004
通过溶剂热法合成了石墨烯-硫化镉(G-CdS)复合材料。利用X 射线衍射仪、透射电子显微镜和紫外可见光谱仪对G-CdS复合材料的结构、尺寸、形貌和吸收特性等进行了表征，结果表明硫化镉量子点的平均尺寸为7 nm，且较为均匀地附着在石墨烯上。利用单光束Z-扫描技术研究了G-CdS复合材料在波长为532 nm、脉冲宽度为30 ps激光作用下的三阶非线性光学特性，结果表明G-CdS复合材料具有正的非线性折射率和饱和吸收特性，其三阶非线性极化率为4.36×10-12 esu，非线性吸收系数为-6.54×10-11 m/W。与硫化镉量子点相比三阶非线性特性有较大改善。
非线性光学 三阶非线性 Z-扫描 复合材料 石墨烯 硫化镉 中国激光
2015, 42(11): 1106006
河南大学 物理与电子学院 微系统物理研究所, 河南 开封 475004
通过化学吸附法制备了金/多壁碳纳米管复合材料.采用X射线衍射仪、透射电子显微镜和紫外可见光谱仪对复合材料进行表征,制备的金纳米颗粒平均粒径为6 nm,且均匀分散在碳纳米管表面.在脉冲宽度为30 ps、波长为532 nm的激光光源激发下,运用Z扫描技术分别研究金/多壁碳纳米管复合材料和多壁碳纳米管的三阶非线性光学性质.实验结果表明:金/多壁碳纳米管复合材料呈现正的非线性折射效应和饱和吸收性质,其三阶非线性极化率χ(3)为1.89×10-12 esu,比多壁碳纳米管高2.6倍.
三阶非线性光学性质 复合材料 Z扫描 碳纳米管 纳米材料 Third-order optical nonlinerity Composite Z-scan Carbon Nanoparticles
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
介质的三阶非线性性质会引起光场的非线性相移,而这类介质中当光强及介质的特性参数满足一定条件时,可以使光场的演化进入混沌的状态.从麦克斯韦方程组出发,推导了基于介质三阶非线性效应的麦克斯韦-布洛赫方程,并将其转化为归一化的洛伦兹方程形式.利用此方程,数值模拟了光场稳态及混沌态的演化过程.研究结果表明,三阶非线性介质中光场的演化可以进入混沌状态,这种状态对于控制材料中如自聚焦等有害的三阶非线性效应是不利的.
混沌 三阶非线性 强激光 chaos third order nonlinearity intense laser 强激光与粒子束
2015, 27(8): 081011
1 北京交通大学 光波技术研究所, 全光网络与现代通信网教育部重点实验室, 北京 100044
2 中央民族大学 理学院, 北京 100081
3 忻州师范学院化学系, 山西 忻州 034000
以咔唑为电子供体, 苯并噻唑为电子受体, 合成了两种新型咔唑-苯并噻唑衍生物3-(2-苯并噻唑-2-基乙烯基)-N-乙基咔唑和3,6-二(2-苯并噻唑-2-基乙烯基)-N-乙基咔唑, 通过核磁共振和分光光度计对其结构进行表征.利用刮刀法制备质量分数为4%的衍生物/聚酰亚胺的复合薄膜.采用透射光谱法和单光束Z-扫描技术分别测试了衍生物的线性和三阶非线性光学特性. Z扫描实验结果表明3-(2-苯并噻唑-2-基乙烯基)-N-乙基咔唑薄膜的非线性吸收系数和非线性折射系数分别为β1=－2.118 9×10－10 cm/W、r1=2.285 2×10－14 cm2/W, 具有反饱和吸收特性和自聚焦效应;同时3,6-二(2-苯并噻唑-2-基乙烯基)-N-乙基咔唑薄膜的非线性吸收系数与非线性折射系数分别为β2=－1.275 6×10－9 cm/W、r2=－7.039 9×10－14 cm2/W, 具有反饱和吸收特性和自散焦效应.
电子供体-受体 咔唑 苯并噻唑 有机薄膜 透射光谱法 Z扫描技术 三阶非线性光学特性 Electron donor-acceptor Carbazole Benzothiazole Organic thin film Transmission spectrum method Z-scan technique Third-order nonlinear optical property
