PbS量子點(diǎn)玻璃的三階光學(xué)非線性效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、量子點(diǎn)材料具有的量子限域效應(yīng)、表面效應(yīng)和介電限域效應(yīng)使它們呈現(xiàn)出許多新奇的特性,在光開關(guān)、光通訊中的頻率轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域非常廣闊的應(yīng)用前景。近些年來,納米材料,特別是半導(dǎo)體量子點(diǎn)的制備及其光學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)研究已經(jīng)成為多學(xué)科交叉研究的熱點(diǎn)。開辟制備半導(dǎo)體量子點(diǎn)摻雜玻璃的新途徑,探索材料的光學(xué)非線性效應(yīng),弄清三階光學(xué)非線性效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理,對(duì)相應(yīng)的基礎(chǔ)研究以及實(shí)際應(yīng)用都有非常重要的科學(xué)意義。在論文工作期間,選擇非常重要的硫化鉛材料,采用溶膠-凝膠法,

2、將不同濃度的硫化鉛摻雜在Na2O-B2O3-SiO2玻璃中制備出PbS量子點(diǎn)玻璃材料,分析了它的三階光學(xué)非線性效應(yīng)及其物理機(jī)制。本論文的第一部分介紹了量子點(diǎn)材料的光學(xué)性質(zhì)以及研究現(xiàn)狀。第二部分介紹了三階光學(xué)非線性效應(yīng)研究的概況和飛秒Z-掃描實(shí)驗(yàn)的裝置及其基本原理。第三部分介紹了硫化鉛(PbS)摻雜玻璃的量子點(diǎn)玻璃材料的制備方法。通過紫外-可見以及近紅外吸收實(shí)驗(yàn),分別得到了該材料的紫外-可見和近紅外吸收光譜,發(fā)現(xiàn)吸收帶邊的位置處在1400

3、nm附近,由于量子效應(yīng)的影響,與體材料相比,吸收帶邊發(fā)生了明顯的藍(lán)移。并對(duì)該材料進(jìn)行了吸收系數(shù)和粒徑大小的表征。最后一章使用自己搭建的飛秒激光Z-掃描實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量了硫化鉛量子點(diǎn)材料的非線性折射率和非線性吸收系數(shù)。閉孔Z-掃描實(shí)驗(yàn)表明三種不同摻雜濃度的樣品均具有較強(qiáng)的自散焦效應(yīng),由開孔Z-掃描實(shí)驗(yàn)可知,樣品均具有較強(qiáng)的飽和吸收效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)中使用的飛秒激光的波長(zhǎng)是800nm,處在材料的吸收帶左邊,所以測(cè)量到的是該材料共振區(qū)的三階光學(xué)非線性效應(yīng)