基于衍射理論的大非線性相移下的Z掃描研究.pdf

1、本文以菲涅耳-基爾霍夫衍射理論為基礎，建立了強非線性吸收下，非線性介質(zhì)對高斯光束的Z-掃描模型。實驗中用CS<,2>驗證了閉孔Z掃描理論模型的正確性，理論上的相關數(shù)值計算表明：折射相移的增大，使峰的透過率增強而谷的透過率趨于飽和；而吸收相移的增大，使峰的透過率被抑制而谷的透過率增強。相移比值r是決定谷．峰結(jié)構(gòu)存在與否的關鍵，當?！蔥-0.3，0.3]時，曲線出現(xiàn)明顯的峰谷特征。在一定的輸入功率下，遠場輸出功率并不是完全隨著非線性吸收系數(shù)

2、的增大而增大。 另外，對開孔Z-掃描理論模型進行了理論分析和數(shù)值計算。引入修正因子M，進一步完善了該模型。實驗中采用納秒激光下的C<,60>甲苯溶液對修正后的理論結(jié)果加以驗證。理論數(shù)值計算表明，當?！?.15，出射光功率隨入射光功率的增加出現(xiàn)振蕩衰減現(xiàn)象；當Γ>0.15，在輸入光強低于某一個值時，輸出功率隨輸入功率的增加而線性增加；當輸入光強超過該值后，輸出功率不再增加甚至趨于零。該理論的近似條件只要求是薄樣品，比以往的理論具有

3、更好的適用性。 采用Nd：YAG脈沖激光，在波長為532 nm，脈寬8ns的條件下，對含3.5％和7.0％碳納米管的聚苯胺/碳納米管復合體薄膜(PANI/MWCNT)的非線性吸收特性進行了實驗研究。運用修正后的開孔Z掃描理論模型擬和得到3.5％和7.0％PANI/MWCNT薄膜的激發(fā)態(tài)有效吸收截面積分別為σ=2.89×10<'-19>cm<'2>，σ<,ex>=2.76×10<'-19>cm<'2>，相應的非線性吸收系數(shù)分別為β