幾種有機染料的雙光子吸收效應和矢量光場Z-掃描表征技術研究.pdf

1、非線性光學發(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表征技術;尋找具備超快響應時間、超強非線性光學效應的材料。Z-掃描作為表征光學非線性的一種重要技術，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和非線性吸收系數的大小和符號等優(yōu)點而廣泛用于各種非線性光學材料的表征。針對Z-掃描技術研究者提出了各種改進方法來提高其測量靈敏度，拓展其測量內容，這些改進方法一般是用標量場激發(fā)。偏振作為光場的一個重要

2、屬性，在光與物質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間相互作用，出現眾多不同于標量光場的新穎效應，因此將矢量光場用于Z-掃描技術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材料，具有損傷閾值高、非線性光學效應強和超快響應時間等優(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，并分析了兩種材料產生非線性吸收效應的物理機制;第二，提出了矢量光場Z-掃描技術用于表征飽和吸收效應和三階非線性折射效應，實驗上通過矢量光場Z-掃描技術研究了二維體材料WS2

4、的飽和吸收效應和石英晶體三階非線性折射效應。主要研究內容如下:
　　1.報道了三明治結構金屬酞菁配合物和Donor-π-Acceptor型卟啉在飛秒激光激發(fā)下的非線性吸收效應并分析了其產生非線性吸收的物理機制。研究了三明治結構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用。研究了新型卟啉的熒光和非線性吸收等相關性質，分析了產生這些現象的物理機制。