基于Z-掃描技術的半導體納米粒子三階光學非線性的研究.pdf

1、Z-掃描技術作為測量材料三階光學非線性的一種重要方法，具有實驗裝置簡單、靈敏度高等優(yōu)點。與其他測量方法相比，不僅可以分別測得非線性吸收系數和非線性折射率的大小，而且也可以同時確定二者的符號。在傳統(tǒng)地使用Z-掃描技術測量材料的三階光學非線性時，一般都是在閉孔(S→0)Z-掃描測量的基礎上，對樣品再進行開孔(S=1)Z-掃描實驗，以此將閉孔實驗測得曲線中的非線性吸收效應和非線性折射效應分離開來。本文介紹一種通過數值計算的方法從閉孔Z-掃描特

2、征曲線中分離非線性吸收效應并計算出其系數的方法。本文將針對自聚焦飽和吸收介質進行詳細討論，給出該數值計算方法的使用范圍。本文還將討論兩個重要的實驗參數，透鏡焦點到孔徑的距離d和光闌半徑rA的取值對實驗測量靈敏度的影響。詳細說明了在滿足遠場條件下，這兩個參數的大小不可隨意設置，必須根據實際實驗條件進行合理選擇，以求盡可能提高Z-掃描的測量靈敏度，以及測量結果的精確度。 表面修飾能夠增強納米粒子的三階非線性光學特性，科學工作者已對產

3、生此現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、介電限域效應以及激子漂白吸收等方面進行解釋；用局域場增強理論對此現象的說明幾乎都是定性的描述；而現有的局域場增強效應的定量計算可能不適用于研究半導體納米粒子的三階光學非線性。本文嘗試在準靜態(tài)近似的條件下，建立半導體納米粒子表面修飾介質參數(主要是介質的介電常數)與粒子三階非線性折射系數之間的直接關系式，并利用單光束Z-掃描理論定義了相對局域場增強因子，用以定量解釋有表面修飾的半