Z-掃描表征技術與分散黃-7薄膜的光學非線性研究.pdf

1、Z-掃描技術是表征材料三階光學非線性的一種重要而靈敏的方法；不僅可以測量三階非線性極化率(x(3))的實部(Re[x(3)])與虛部(Im[x(3)])的大小，同時又可以確定其符號的正負。在改變入射光束的波形進而影響Z-掃描測量精度的基礎上，利用數值方法模擬Z-掃描的透射率曲線，不同透射率的三種入射光束與top-hat光束比較對Z-掃描測量靈敏度的影響，得出采用高斯-貝塞爾光束的閉孔Z-掃描曲線的靈敏度最高，其次是高斯光束，而愛里斑光束

2、的測量靈敏度最低。但由于實驗過程中得到的高斯-貝塞爾光束不易加以確認，所以在實驗上利用靈敏度較高的top-hat光束進行測量。對top-hat光束，由小孔所截取的透射率為0.1-1.0的高斯光束進行測量并比較了其Z-掃描的透射率曲線，發(fā)現(xiàn)通過改變透過率不同的入射光束的小孔的半徑可以提高Z-掃描測量靈敏度。 在研究分散黃-7薄膜的光學非線性過程中，發(fā)現(xiàn)此材料不僅有三階光學非線性，還有不容忽略的五階光學非線性。為了分析這種光學非線性

3、機制，在理論上采用了有效的數值擬合的方法對三階和五階光學非線性加以區(qū)分。在實驗上使用Nd：YAG染料皮秒脈沖激光器，入射波長為1064nm，35ps脈沖周期下采用top-hat光束測量并分析了分散黃-7薄膜的三階和五階共存時的光學非線性。 對于具有不能忽略的五階光學非線性的材料，采用多次的不同光強度下的Z-掃描實驗是必須的。通過對分散黃-7薄膜的測量發(fā)現(xiàn)，如果Z-掃描曲線的峰-谷間距總是不斷提高的，則說明樣品中三階非線性折射系數