摻雜量子點(diǎn)的雙光子吸收特性研究.pdf

1、多光子吸收是一種依賴于光強(qiáng)的非線性物理過程，在光限幅、光學(xué)三維微納加工、光數(shù)據(jù)存儲、雙光子顯微技術(shù)以及光動力療法等多個跨學(xué)科領(lǐng)域具有非常重要的應(yīng)用前景。然而尋找具有大的多光子吸收截面的材料仍然是我們需要面對的一個巨大挑戰(zhàn)。本文針對摻雜量子點(diǎn)的雙光子吸收性質(zhì)，尤其是如何有效增強(qiáng)其雙光子吸收性能進(jìn)行了研究。
　　論文首先建立了三種常用的多光子吸收截面的實(shí)驗(yàn)測量系統(tǒng)，包括透過率法、雙光子熒光法和Z-掃描法。在比較各自優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，采用

2、了靈敏度較高的雙光子熒光法來進(jìn)行整篇論文的實(shí)驗(yàn)測試方法。由于在傳統(tǒng)雙光子熒光法中，材料分子的聚集效應(yīng)等會對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成數(shù)倍的測量誤差。我們因此提出了采用濃度梯度法對傳統(tǒng)雙光子熒光法進(jìn)行了改進(jìn)，對其中涉及到的二聚體形成、能量轉(zhuǎn)移過程和自吸收過程帶來的影響進(jìn)行了校正，實(shí)現(xiàn)了雙光子吸收截面的高準(zhǔn)確測量。
　　其次，我們提出了利用量子點(diǎn)的表面態(tài)來調(diào)控雙光子吸收截面的策略，實(shí)現(xiàn)了表面態(tài)控制的寬譜雙光子吸收增強(qiáng)。對于Co2+摻雜CdTe(Cd

3、Te∶Co)量子點(diǎn)，控制生長合成過程中的摻雜濃度可以獲得不同的表面態(tài)。在710nm到960nm的寬譜范圍內(nèi)，通過控制表面態(tài)可以實(shí)現(xiàn)雙光子吸收截面增強(qiáng)倍數(shù)從1到1.7連續(xù)可調(diào)。通過對表面電勢以及量子點(diǎn)的熒光特性進(jìn)行分析，我們確認(rèn)Co2+摻雜引起的表面態(tài)變化對量子點(diǎn)雙光子吸收截面的增加起到了決定性作用，而局域場增強(qiáng)、共振增強(qiáng)和尺寸效應(yīng)則不是主要原因。
　　最后，我們通過光敏化處理實(shí)現(xiàn)了CdTe∶Co量子點(diǎn)的雙光子吸收性能增強(qiáng)。采用36