PbS量子點玻璃的三階光學非線性效應的實驗研究.pdf

1、量子點材料具有的量子限域效應、表面效應和介電限域效應使它們呈現出許多新奇的特性,在光開關、光通訊中的頻率轉換等領域非常廣闊的應用前景。近些年來,納米材料,特別是半導體量子點的制備及其光學性質的實驗研究已經成為多學科交叉研究的熱點。開辟制備半導體量子點摻雜玻璃的新途徑,探索材料的光學非線性效應,弄清三階光學非線性效應的產生機理,對相應的基礎研究以及實際應用都有非常重要的科學意義。在論文工作期間,選擇非常重要的硫化鉛材料,采用溶膠-凝膠法,

2、將不同濃度的硫化鉛摻雜在Na2O-B2O3-SiO2玻璃中制備出PbS量子點玻璃材料,分析了它的三階光學非線性效應及其物理機制。本論文的第一部分介紹了量子點材料的光學性質以及研究現狀。第二部分介紹了三階光學非線性效應研究的概況和飛秒Z-掃描實驗的裝置及其基本原理。第三部分介紹了硫化鉛(PbS)摻雜玻璃的量子點玻璃材料的制備方法。通過紫外-可見以及近紅外吸收實驗,分別得到了該材料的紫外-可見和近紅外吸收光譜,發(fā)現吸收帶邊的位置處在1400

3、nm附近,由于量子效應的影響,與體材料相比,吸收帶邊發(fā)生了明顯的藍移。并對該材料進行了吸收系數和粒徑大小的表征。最后一章使用自己搭建的飛秒激光Z-掃描實驗裝置測量了硫化鉛量子點材料的非線性折射率和非線性吸收系數。閉孔Z-掃描實驗表明三種不同摻雜濃度的樣品均具有較強的自散焦效應,由開孔Z-掃描實驗可知,樣品均具有較強的飽和吸收效應。實驗中使用的飛秒激光的波長是800nm,處在材料的吸收帶左邊,所以測量到的是該材料共振區(qū)的三階光學非線性效應