Z-掃描表征技術(shù)與分散黃-7薄膜的光學(xué)非線性研究.pdf

1、Z-掃描技術(shù)是表征材料三階光學(xué)非線性的一種重要而靈敏的方法；不僅可以測量三階非線性極化率(x(3))的實部(Re[x(3)])與虛部(Im[x(3)])的大小，同時又可以確定其符號的正負(fù)。在改變?nèi)肷涔馐牟ㄐ芜M而影響Z-掃描測量精度的基礎(chǔ)上，利用數(shù)值方法模擬Z-掃描的透射率曲線，不同透射率的三種入射光束與top-hat光束比較對Z-掃描測量靈敏度的影響，得出采用高斯-貝塞爾光束的閉孔Z-掃描曲線的靈敏度最高，其次是高斯光束，而愛里斑光束

2、的測量靈敏度最低。但由于實驗過程中得到的高斯-貝塞爾光束不易加以確認(rèn)，所以在實驗上利用靈敏度較高的top-hat光束進行測量。對top-hat光束，由小孔所截取的透射率為0.1-1.0的高斯光束進行測量并比較了其Z-掃描的透射率曲線，發(fā)現(xiàn)通過改變透過率不同的入射光束的小孔的半徑可以提高Z-掃描測量靈敏度。 在研究分散黃-7薄膜的光學(xué)非線性過程中，發(fā)現(xiàn)此材料不僅有三階光學(xué)非線性，還有不容忽略的五階光學(xué)非線性。為了分析這種光學(xué)非線性

3、機制，在理論上采用了有效的數(shù)值擬合的方法對三階和五階光學(xué)非線性加以區(qū)分。在實驗上使用Nd：YAG染料皮秒脈沖激光器，入射波長為1064nm，35ps脈沖周期下采用top-hat光束測量并分析了分散黃-7薄膜的三階和五階共存時的光學(xué)非線性。 對于具有不能忽略的五階光學(xué)非線性的材料，采用多次的不同光強度下的Z-掃描實驗是必須的。通過對分散黃-7薄膜的測量發(fā)現(xiàn)，如果Z-掃描曲線的峰-谷間距總是不斷提高的，則說明樣品中三階非線性折射系數(shù)