基于Z-掃描技術(shù)的半導(dǎo)體納米粒子三階光學(xué)非線性的研究.pdf

1、Z-掃描技術(shù)作為測(cè)量材料三階光學(xué)非線性的一種重要方法，具有實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。與其他測(cè)量方法相比，不僅可以分別測(cè)得非線性吸收系數(shù)和非線性折射率的大小，而且也可以同時(shí)確定二者的符號(hào)。在傳統(tǒng)地使用Z-掃描技術(shù)測(cè)量材料的三階光學(xué)非線性時(shí)，一般都是在閉孔(S→0)Z-掃描測(cè)量的基礎(chǔ)上，對(duì)樣品再進(jìn)行開孔(S=1)Z-掃描實(shí)驗(yàn)，以此將閉孔實(shí)驗(yàn)測(cè)得曲線中的非線性吸收效應(yīng)和非線性折射效應(yīng)分離開來。本文介紹一種通過數(shù)值計(jì)算的方法從閉孔Z-掃描特

2、征曲線中分離非線性吸收效應(yīng)并計(jì)算出其系數(shù)的方法。本文將針對(duì)自聚焦飽和吸收介質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)討論，給出該數(shù)值計(jì)算方法的使用范圍。本文還將討論兩個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，透鏡焦點(diǎn)到孔徑的距離d和光闌半徑rA的取值對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量靈敏度的影響。詳細(xì)說明了在滿足遠(yuǎn)場(chǎng)條件下，這兩個(gè)參數(shù)的大小不可隨意設(shè)置，必須根據(jù)實(shí)際實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行合理選擇，以求盡可能提高Z-掃描的測(cè)量靈敏度，以及測(cè)量結(jié)果的精確度。 表面修飾能夠增強(qiáng)納米粒子的三階非線性光學(xué)特性，科學(xué)工作者已對(duì)產(chǎn)

3、生此現(xiàn)象的原因做出多種分析。但大量的研究都是從量子尺寸效應(yīng)、介電限域效應(yīng)以及激子漂白吸收等方面進(jìn)行解釋；用局域場(chǎng)增強(qiáng)理論對(duì)此現(xiàn)象的說明幾乎都是定性的描述；而現(xiàn)有的局域場(chǎng)增強(qiáng)效應(yīng)的定量計(jì)算可能不適用于研究半導(dǎo)體納米粒子的三階光學(xué)非線性。本文嘗試在準(zhǔn)靜態(tài)近似的條件下，建立半導(dǎo)體納米粒子表面修飾介質(zhì)參數(shù)(主要是介質(zhì)的介電常數(shù))與粒子三階非線性折射系數(shù)之間的直接關(guān)系式，并利用單光束Z-掃描理論定義了相對(duì)局域場(chǎng)增強(qiáng)因子，用以定量解釋有表面修飾的半