基于相位物體若干光學非線性測量技術的研究.pdf

1、隨著光通信和光信息處理等領域技術的飛速發(fā)展，非線性光學材料的研究日益重要。便捷可靠的測量方法是尋找理想非線性材料的必要工具。本文在傳統(tǒng)Z-掃描和4f相位相干成像技術的基礎上，利用相位物體，提出了一些新的光學非線性測量技術。主要研究內容如下：
　　 ⑴將相位物體(PO)引入進傳統(tǒng)Z-掃描光路中，發(fā)展了相位Z-掃描技術。發(fā)現(xiàn)對于正(負)的三階非線性折射，PO Z-掃描曲線為一單峰(谷)曲線，與傳統(tǒng)Z-掃描的谷峰(峰谷)形狀有很大的區(qū)

2、別。在PO Z-掃描技術中，樣品產生的非線性相移主要導致了相位物體衍射光斑內的振幅變化。在非線性相移最強的位置，小孔的透過率達到最強或最弱。而在這個位置的兩側，非線性相移開始變小，透過小孔的能量變化也就變弱。所以PO Z-掃描的曲線表現(xiàn)為單峰或單谷曲線。瞬態(tài)熱致非線性的PO Z-掃描曲線為一谷峰形狀，這與三階非線性的PO Z-掃描曲線有很大的區(qū)別。因此我們可以利用PO Z-掃描技術直接區(qū)分溶液的三階非線性折射和瞬態(tài)熱致非線性。
　

3、　 ⑵利用Z-掃描技術詳細研究了瞬態(tài)熱致非線性和其他非線性折射共存時溶液的非線性折射的特性。并將top-hat Z-掃描技術應用于溶液瞬態(tài)熱致非線性的研究時，在非線性相移較小的情況下，top-hat Z-掃描的靈敏度要比傳統(tǒng)的高斯Z-掃描大3.5倍。
　　 ⑶提出了一種非常實用而簡單的測量非線性折射的方法，含相位物體的透過率測量法(T-PO)。與其他方法相比，T-PO技術可以更方便的用來研究厚樣品的光學非線性。
　　

4、⑷將T-PO技術和傳統(tǒng)的時間分辨泵浦-探測系統(tǒng)相結合，提出了PO泵浦探測技術。由于T-PO技術具有單脈沖實時測量的特點，從一個脈沖激光中可以同時獲得非線性吸收和折射系數(shù)，并能確定非線性折射的符號，因此利用PO泵浦探測技術可以同時測量非線性吸收和非線性折射動力學過程。
　　 ⑸為了研究不透明襯底上薄膜的光學非線性，我們將傳統(tǒng)4f相位相干成像技術改進為反射4f相位相干成像技術。另外，在傳統(tǒng)4f的出射面放置一個全反鏡，就會讓光束兩次通