文档介绍：学位论文作者签名:瓣多∞瓿г隆日南开大学学位论文版权使用授权书本人完全了解南开大学关于收集、保存、使用学位论文的规定,同意如下各项内容:按照学校要求提交学位论文的靗竞偷缱影本;学校有权保存学位论文的印刷本和电子版,并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文;学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务;学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版;在不以赢利为目的的前经指导教师同意,本学位论文属于保密,在指导教师签名:学位论文作者签名:解密时间:提下,学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。年解密后适用本授权书。年月日各密级的最长保密年限及书写格式规定如下:
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的光谱与光学非线性特性研究畑和畑/盗辛孔拥论文作者:吴峰专业:光学指导教师:张桂兰研究员南开大学现代光学研究所年学号:密级:
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摘要
摘要半导体量子点具有大的非线性吸收系数和非线性折射率,使之成为光开关、光限幅和光存储等光电子器件的优选材料。因此研究量子点的非线性光学特性,探索其产生各种光学特性的机理以及其潜在的应用具有非常重要的意义。本文以不同组分的非核壳,:秃丝荂琒。,/盗辛孔拥阄Q芯慷韵螅绕不同组分、包壳与未包壳量子点的光谱特性,非线性光学特性以及光限幅效应等方面进行了系统的研究。主要工作归纳如下:芯苛瞬煌榉值腃。,和,痁系列量子点的吸收光谱特征和荧光光谱特性。首先,通过吸收光谱与有效质量近似模型,确定了。#和,#痁系列量子点的组分,比按投料计量的组分准确的多,并发现组分能够调谐吸收光谱波长与发射波长。其次,通过对吸收光谱进行高斯拟合,计算了。,:虲琒系列量子点的本征复合寿命,发现通过壳层对量子点的修饰,能够缩短本征复合寿命,增加了振子强度;通过比较。,和。,#痁系列量子点荧光光谱,发现核壳结构的量子点荧光光谱强度明显增强;这表明包覆壳层对量子点修饰能够减少量子点表面缺陷密度,减小了无辐射跃迁的通道,从而能够提高量子点的荧光强度。诓ǔのっ爰す饧し⑾拢肸一扫描方法研究了不同组分的。和。#痁系列量子点非线性光学特性。,...、.。首先建立双光子激发的动力学能级模型,,求得该量子点溶液的三阶非线性折射率./,自由载流子折射截面为.,双光子吸收截面如队达到考丁F浯危ü..、畇../虲./孔拥悴同入射光强的非线性折射率,发现其非线性折射率随入射光强的变化不大,这是因为的激发光不在量子点的吸收区内,所以其非线性折射率主要来源于价带的束缚电子,激发光只引起价带束缚电子的电子云畸变,对束缚电子
的分布影响不大。还发现随着的增加,。和。痁系列量子点的非线性折射率随之增大,并对此给出了定性的解释。这说明组分不仅可以调谐量子点的发射波长,还可以调谐量子点的非线性折射率。另外,包覆壳层量子点的非线性折射率比相同组分的非核壳量子点大,说明壳层包覆能够改善其光学非线性特性。诓ǔの的皮秒激光激发下,用簧璺椒ㄑ芯苛瞬煌榉值。#虲。/盗辛孔拥惴窍咝怨庋匦浴=峁砻髡庑┝孔拥愣募し⒐,其余量子点的非线性吸收皆源于激发态吸收过程。,这表明其非线性折射率主要源于价带束缚电子和双光子产生的自由载流子的共同贡献,且双光子诱导的激发态吸收和自由载流子的非线性响应都是五阶非线性过程。求得双光子吸收系数/,双光子吸收截面如队.ü庾游沼盏嫉募し⑻战孛鎍。俨。三阶非线性折射率为/×。,其自由载流子的折射截面.。其次,建立激发态吸收的动力学能级模型解释了..././虲./孔拥阍诘ス庾共振区的非线性吸收现象,证实其源于激发态吸收,并求得了这些量子点的有效的激发态吸收截面和非线性折射率,发现随着的增加,非线性折射率增加,而有效的激发态吸收截面减小,说明组分能够调谐量子点的光学非线性特性,并定性地解释了这种变化规律;另外,还发现包覆壳层的量子点的有效激发态吸收截面和非线性折射率都比同组分的未包壳量子点大,说明表面包覆能够有效地改善量子