作者单位
摘要
1 Research Center for Humanoid Sensing, Zhejiang Lab , Hangzhou 311121, Zhejiang , China
2 State Key Laboratory of Luminescent Materials and Devices, School of Materials Science and Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510641, Guangdong , China
3 Laboratory for Shock Wave and Detonation Physics Research, Institute of Fluid Physics, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, Sichuan , China
Glass with heavy doping of noble metal nanoparticles is expected to exhibit high optical nonlinearity. In this study, the effects of glass composition, structure, and heat treatment on the formation of silver nanoparticles (Ag NPs) in phosphate-bismuthate (PB) glass are investigated. By optimizing the chemical composition and preparation parameters, strong localized surface plasmon resonance is achieved in the PB glass with a silver mass fraction of more than 13%, which is 20 and 6 times higher than that in bismuthate and phosphate glasses reported previously, respectively. The high solubility of the phosphate component and the self-reduction effect of the bismuthate component jointly contributed to the stability and high content of Ag NPs in the PB glass. Z-scan measurements show that such heavy doping PB glass has a reverse saturable absorption coefficient of -14×10-12 m·W-1 and a saturable absorption coefficient of 4.94×10-12 m·W-1 at 800 nm. Furthermore, the heavy doping PB glass exhibits excellent thermal stability, making it promising for the fabrication of nonlinear optical fibers. In addition, with a heavily silver-doped PB glass rod as the core and a commercial silicate glass tube as the cladding, a composite glass fiber with high Ag-NP doping is successfully fabricated using a "molten-core" fiber drawing method.
phosphate-bismuthate glass silver nanoparticle optical nonlinearity molten-core fiber drawing 
激光与光电子学进展
2024, 61(3): 0316006
作者单位
摘要
1 郑州航空工业管理学院材料学院, 河南郑州, 450046
2 郑州大学物理学院(微电子学院), 河南郑州, 450001
光散射中的anapole态是纳米光子学领域的一种独特的光学现象, 可以用Mie理论以及多极展开理论进行分析。对于最常见的一阶电anapole态, 其可以看做是由笛卡尔坐标系下电偶极矩和环偶极矩的干涉相消产生, 具有典型的远场散射抑制和近场增强性能。本文首先对anapole态的基本概念和理论进行阐述, 其次对激发anapole态的微纳结构进行总结, 最后结合anapole态独特的光学特性, 对其在近场增强、非线性光学、激光等方面潜在的光子学应用和最新研究进展进行了讨论和展望。
anapole态 Mie理论 超材料 近场增强 光学非线性 纳米激光器 anapole state Mie theory metamaterial near-field enhancement optical nonlinearity nanolaser 
光散射学报
2023, 35(3): 217
作者单位
摘要
1 河南师范大学电子与电气工程学院,河南 新乡 453000
2 河南省光电传感集成重点实验室,河南 新乡 453000
主要研究叶绿素铜纳盐溶液,以及加入氯化钠之后的混合溶液的光学非线性效应,为水下激光通信、强激光水下探测等应用提供了一些参考价值。研究采用Z扫描技术分别测量了纯水和混合氯化钠的叶绿素铜纳盐溶液在532 nm处的光学非线性效应。研究发现,叶绿素铜纳盐的光学非线性效应随着溶液浓度增大而增大;当混合了氯化钠溶液之后,出现了非常大的非线性反饱和吸收现象。因此,这种混合溶液可以作为非常好的光限幅材料。
叶绿素铜纳盐 氯化钠 光学非线性 Z扫描 copper chlorophyll sodium salt sodium chloride optical nonlinearity Z scan 
应用激光
2022, 42(3): 161
作者单位
摘要
1 长春理工大学 光电工程学院,吉林 长春 130022
2 光电测量和光信息传输技术教育部重点实验室,吉林 长春 130022
采用真空热蒸发以及退火工艺制备了支持局域表面等离激元的微纳结构薄膜,在此薄膜上蒸镀了硫系玻璃Ge28Sb12Se60薄膜。应用Z-扫描技术,在飞秒激光脉冲激发下研究其光学非线性增强的色散特性,在650 nm和850 nm波段观察到了非线性吸收增强;非线性折射率随着波长的增加由负变正。通过扫描电子显微镜和透过光谱表征和分析了硫系玻璃Ge28Sb12Se60薄膜非线性吸收增强的原理,非线性吸收随着波长的增加由单光子吸收为主逐渐转变为双光子吸收为主;银膜的微纳结构导致硫系玻璃薄膜的共振中心频率发生了偏移。实验制备的用于增强硫系玻璃非线性的微纳结构制作简单,无需复杂光刻工艺,为非线性光子学器件的设计提供了新的思路。
三阶光学非线性 硫系玻璃 局域表面等离激元 Z-扫描 third-order optical nonlinearity chalcogenide glass localized surface plasmon Z-scan 
红外与激光工程
2022, 51(7): 20210609
作者单位
摘要
1 西北大学 物理学院 光子学与光子技术研究所,西安 710069
2 西安邮电大学 理学院,西安 710121
利用液相剥离法制备了WS2纳米片,结合真空抽滤技术,控制上清液体积制备了不同厚度的WS2薄膜。在此基础上,使用800 nm飞秒激光的Z扫描技术表征了WS2纳米薄膜的三阶非线性吸收特性。研究发现,制备的不同厚度的WS2都表现出可饱和吸收特性,可饱和吸收主要是由于单光子吸收所引起的泡利阻塞效应引起;随着厚度的增加,饱和强度基本不变,调制深度会有所提高,但是三阶非线性极化率虚部的绝对值和品质因子会降低。这主要是因为较厚的薄膜缺陷更多,更容易捕获光生载流子,从而三阶非线性吸收和厚度有一定的依赖关系。可饱和吸收可以用于调Q激光器以及锁模激光器,为WS2薄膜在超快开关和超快激光的应用提供实验支持。
二硫化钨 三阶非线性 可饱和吸收 厚度依赖 Z扫描 Tungsten disulfide(WS2) Third order optical nonlinearity Saturable absorption Thickness dependence Z-scan 
光子学报
2022, 51(4): 0416002
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Discipline Laboratory of Wide Band Gap Semiconductor Technology, Shaanxi Joint Key Laboratory of Graphene, School of Microelectronics, Xidian University, Xi’an 710071, China
2 MOE Key Laboratory of Material Physics and Chemistry under Extraordinary Conditions, and Shaanxi Key Laboratory of Optical Information Technology, School of Physical Science and Technology, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710129, China
3 Shanghai Energy Internet Research Institute of State Grid, 251 Libing Road, Pudong New Area, Shanghai 201210, China
The realization of high-Q resonances in a silicon metasurface with various broken-symmetry blocks is reported. Theoretical analysis reveals that the sharp resonances in the metasurfaces originate from symmetry-protected bound in the continuum (BIC) and the magnetic dipole dominates these peculiar states. A smaller size of the defect in the broken-symmetry block gives rise to the resonance with a larger Q factor. Importantly, this relationship can be tuned by changing the structural parameter, resulting from the modulation of the topological configuration of BICs. Consequently, a Q factor of more than 3,000 can be easily achieved by optimizing dimensions of the nanostructure. At this sharp resonance, the intensity of the third harmonic generation signal in the patterned structure can be 368 times larger than that of the flat silicon film. The proposed strategy and underlying theory can open up new avenues to realize ultrasharp resonances, which may promote the development of the potential meta-devices for nonlinearity, lasing action, and sensing.
all-dielectric metasurface bound states in the continuum optical nonlinearity topological configuration 
Opto-Electronic Advances
2021, 4(6): 06200030
作者单位
摘要
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
作者单位
摘要
上海交通大学 电子工程系, 上海 200240
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 
液晶与显示
2016, 31(2): 131
作者单位
摘要
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 
红外与激光工程
2015, 44(2): 0466
作者单位
摘要
1 郑州轻工业学院物理与电子工程学院, 河南 郑州 450002
2 中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室, 上海 201800
利用Z-扫描测试技术研究了低功率下Sb80 Bi20纳米薄膜的非线性光学特性,并利用椭圆偏振光谱仪测量了薄膜光学常数及椭偏参数。实验结果表明Sb80Bi20薄膜具有较大的饱和非线性光学吸收,非线性系数约为-0.018 m/W,而非线性折射率效应却不明显。Sb80Bi20纳米薄膜的超分辨效应主要在于具有大的非线性吸收系数。理论计算表明35 nm厚薄膜可使高斯光束半径缩小大约10%。因此Sb80Bi20薄膜有望用于近场超分辨结构。
薄膜 Sb80Bi20薄膜 超分辨效应 Z扫描测量 光学非线性 
中国激光
2014, 41(7): 0707002

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