π-共軛聚合物的非線性光學特性和一種新的Z-掃描理論.pdf

1、該文研究了PAn類和PPV類兩類聚合物的三階非線性光學特性.以N-甲基吡咯烷酮(NMP)為溶劑,制得PAn/NMP溶液和甲基取代PAn/NMP溶液;以氯仿為溶劑,制得2-甲氧基5-丁氧基取代PPV/氯仿溶液和2-甲氧基5-癸氧基取代PPV/氯仿溶液.實驗方面,測量了所用樣品的吸收光譜.采用Z-掃描法對樣品進行了閉孔、開孔Z-掃描實驗,但未測出開孔Z-掃描曲線,說明樣品溶液的非線性吸收非常小,可以忽略不計.根據閉孔Z-掃描曲線估算了樣品的

2、非線性折射率.對2-甲氧基5-丁氧基取代PPV/氯仿溶液進行了激光誘導自衍射實驗,根據衍射環(huán)的個數估算出了樣品的非線性常數;同時還對該樣品進行了光限幅特性的研究,由實驗結果分析得出:由光熱效應引起的自衍射是產生光限幅特性的主要機制.理論方面,以菲涅爾—基爾霍夫衍射理論為基礎,建立了非線性介質對高斯光束的衍射模型,對高斯光束通過非線性介質后的傳輸行為進行了詳細的理論推導和數值計算,從一種新的角度解釋了Z-掃描現象,是計算非線性折射率和雙光

3、子吸收系數的一種新方法.數值模擬計算表明:對于不考慮雙光子吸收的閉孔Z-掃描曲線,在小的非線性相移的情況下,其結論與經典的Z-掃描理論完全一致,同時還得到了常規(guī)Z-掃描理論無法得到的新的計算結果.對于考慮雙光子吸收的閉孔Z-掃描曲線,其結果與經典的Z-掃描理論的結果也完全一致.而對于已給定的開孔Z-掃描曲線,用該理論計算出的雙光子吸收系數是經典開孔Z-掃描理論計算值的1/3,其它結論與傳統Z-掃描理論完全吻合.該理論的近似條件只要求薄樣