文档介绍：上海大学
硕士学位论文
CdSe/ZnS核-壳结构量子点的非线性光学性质研究
姓名:李鹏
申请学位级别:硕士
专业:无线电物理
指导教师:马国宏
20100401
摘要因为量子尺寸效应和表面界面效应等,半导体量子点表现出新颖的非线性光学特性,在光开关、光限幅等方面有广泛的应用前景。杓际跏茄芯坎料非线性光学性质的一种有效的方法,装置简单,灵敏度高,不仅可以测量非线性折射率的大小及其符号,也可以测量非线性吸收,已经成为研究材料非线性光学性质的基本办法之一。本论文首先对非线性光学的研究背景,发展现状,以及半导体量子点的光学非线性做了大概介绍,,并分析了其光学非线性的物理机制。取得的主要结论有:/丝墙峁沽孔拥阄展馄姿嫜烦叽绲拇笮《浠毡呦对于体相材料有“蓝移”现象,并且尺寸越小,蓝移越大。,.保秒脉冲激励下,非线性折射表现为负,主要由热效应引起。随着光强的增加,非线性吸收表现为饱和吸收向反饱和吸收的转化。理论分析结果表明:低光强下饱和吸收由两种机制引起,为基态载流子被激发至不同的激发态能级上,分别对应慢过程和快过程;高光强下出现的反饱和吸收由和快过程相关的激发态吸收引起。当激发光能量.∮谘返慕矶菶,.保秒脉冲激励下,非线性折射在低光强下表现为负,主要是热效应,高光强下则有五阶非线性折射率出现,也表现为负。随着光强的增加,非线性吸收表现为饱和吸收向反饱和吸收的转化,分析结果表明:低光强下饱和吸收主要由快过程引起;高光强下出现的反饱和吸收则由激发态吸收和双光子吸收引起。上海大学硕士学位论文Ⅵ
Ⅶ皮秒枧懦巳刃вΦ挠跋臁<し⒐,均为饱和吸收向反饱和吸收转化。通过“闭孔/开孔”得到非线性折射曲线,扣除溶剂的贡献,发现量子点的三阶非线性折射在。时为负值;J蔽U怠关键词:非线性光学,半导体量子点,/琙扫描,非线性吸收,非线性折射上海大学硕士学位论文
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第一章绪论非线性光学的发展世纪后期建立起来的非线性物理学是现代物理学的一个重要分支。非线性物理是研究在物质问宏观强相互作用下普遍存在着的非线性现象,即作用和响应之间的关系是非线性的。非线性物理现象包含在物理学的各个领域,形成了非线性力学,非线性声学,非线性热学,非线性电子学以及非线性光学。非线性光学是非线性物理学中很重要的一个分支,它是描述强光与物质发生相互作用的规律,因此在激光发明之后迅速地发展起来,它所揭示的大量新现象大大丰富了非线性物理学的内容。材料科学的发展也极大地促进了非线性光学的发展。新材料表现出许多新颖的非线性光学性质,不仅促进了非线性光学的发展,而且在应用方面具有更广阔的前景【¨。.窍咝怨庋在激光器出现以前,人们对于光学的认识主要限于线性光学,即光束在空间或介质中传播是相互独立的,几个光束可以通过交叉区域继续独立传播而不受到其它光束的干扰;光束在传播过程中,由于衍射、折射和干涉等效应,光束的传播方向会发生改变,空间分布也会有所变化,但光的频率不会在传播过程中发生变化。介质的主要光学参数,如折射率,吸收系数等,都与入射光的强度无关,只是入射光偏振方向和频率的函数。这是传统的线性光学的基本图像,人们可以用它来解释所观察到的大量的光学现象,似乎这就是光在介质中的传播及光与物质相互作用的基本规律。年,热酥频昧说谝惶ê毂κす馄鳌<す馐且恢指咔慷龋相干性,高定向性,单色性好的光源,它的发明给人们提供了探索光与物质相互作用的新的重要工具。虽然在激光出现以前,人们也观察到一些非线性光学现象,比如普克尔вΓ硕вΓ苑⒗散射以及自发布上海大学硕士学位论文
,瑃·,,在线性光学的范畴内,人们采用电极化强度,,,唇馐退鄄斓降慕橹手,,,其表达式为:里渊⑸涞龋蛭P藕殴庥肴肷涞募し⒐馇慷瘸烧龋嗣侨园它们归为线性光学范畴。然而,使用高强度的激光作用到介质体系时,人们发现在大量的各种不同的材料中都会观察到与线性光学效应截然不同的现象,如介质的折射率会随光电场强度的变化而变化,吸收系数不再是一个常数等等,所有的这些新现象需要非线性光学的理论来解释。自此以后,非线性光学作为一门独立的学科开始快速地发展【。非线性光学研究的内容十分丰富,但总的来说可以概括为两个方面:一方面是非线性光学现象与效应的发现及它们产生的机理和规律性的研究、非线性光学新技术的发展和新材料的发现,这方面的内容极为丰富如:光学倍频、光学和频和差频、受激拉曼散射