幾種有機染料的雙光子吸收效應(yīng)和矢量光場Z-掃描表征技術(shù)研究.pdf

1、非線性光學(xué)發(fā)展至今主要集中于兩個方面的研究:發(fā)展具有高靈敏度和高可靠性的非線性光學(xué)表征技術(shù);尋找具備超快響應(yīng)時間、超強非線性光學(xué)效應(yīng)的材料。Z-掃描作為表征光學(xué)非線性的一種重要技術(shù)，具備裝置簡單、測量靈敏度高、可同時獲得材料的非線性折射系數(shù)和非線性吸收系數(shù)的大小和符號等優(yōu)點而廣泛用于各種非線性光學(xué)材料的表征。針對Z-掃描技術(shù)研究者提出了各種改進方法來提高其測量靈敏度，拓展其測量內(nèi)容，這些改進方法一般是用標(biāo)量場激發(fā)。偏振作為光場的一個重要

2、屬性，在光與物質(zhì)相互作用方面有著極其重要的作用。矢量光場是一種偏振態(tài)空間分布各向異性的特殊光場，調(diào)控偏振態(tài)的分布可以得到各種新穎的焦場，如環(huán)狀場、針形場、雙焦點等。特殊的焦場會增強光與物質(zhì)間相互作用，出現(xiàn)眾多不同于標(biāo)量光場的新穎效應(yīng)，因此將矢量光場用于Z-掃描技術(shù)將是一種有益的嘗試。另一方面有機染料材料作為一種新型的非線性光學(xué)材料，具有損傷閾值高、非線性光學(xué)效應(yīng)強和超快響應(yīng)時間等優(yōu)點。金屬酞菁配合物和卟啉作為兩種重要的有機染料，在光限幅

3、、3D微制造和熒光顯微檢測等方面有著極其重要的應(yīng)用。本論文的主要創(chuàng)新點包括以下兩部分:第一，表征了二層金屬酞菁配合物M[Pc(OC8H17)8]2(M=Ce(1)，Sm(2)，Lu(3))系列和Donor-π-Acceptor型卟啉在飛秒脈沖光激發(fā)下的非線性吸收效應(yīng)，并分析了兩種材料產(chǎn)生非線性吸收效應(yīng)的物理機制;第二，提出了矢量光場Z-掃描技術(shù)用于表征飽和吸收效應(yīng)和三階非線性折射效應(yīng)，實驗上通過矢量光場Z-掃描技術(shù)研究了二維體材料WS2

4、的飽和吸收效應(yīng)和石英晶體三階非線性折射效應(yīng)。主要研究內(nèi)容如下:
　　1.報道了三明治結(jié)構(gòu)金屬酞菁配合物和Donor-π-Acceptor型卟啉在飛秒激光激發(fā)下的非線性吸收效應(yīng)并分析了其產(chǎn)生非線性吸收的物理機制。研究了三明治結(jié)構(gòu)金屬酞菁配合物稀土金屬取代基不同時的非線性吸收變化，分析了影響其非線性吸收大小的原因，探討了該類材料在光限幅等方面的應(yīng)用。研究了新型卟啉的熒光和非線性吸收等相關(guān)性質(zhì)，分析了產(chǎn)生這些現(xiàn)象的物理機制。