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(lài)于光強(qiáng)的非線性物理過(guò)程，在光限幅、光學(xué)三維微納加工、光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、雙光子顯微技術(shù)以及光動(dòng)力療法等多個(gè)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(duì)的一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。本文針對(duì)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(cè)量系統(tǒng)，包括透過(guò)率法、雙光子熒光法和Z-掃描法。在比較各自?xún)?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(lái)進(jìn)行整篇論文的實(shí)驗(yàn)測(cè)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(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成數(shù)倍的測(cè)量誤差。我們因此提出了采用濃度梯度法對(duì)傳統(tǒng)雙光子熒光法進(jìn)行了改進(jìn)，對(duì)其中涉及到的二聚體形成、能量轉(zhuǎn)移過(guò)程和自吸收過(guò)程帶來(lái)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(cè)量。
　　其次，我們提出了利用量子點(diǎn)的表面態(tài)來(lái)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(duì)于Co2+摻雜CdTe(Cd

3、Te∶Co)量子點(diǎn)，控制生長(zhǎng)合成過(guò)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(guò)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(guò)對(duì)表面電勢(shì)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(duì)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(chǎng)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(guò)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