测量慢弛豫介质的非线性折射率Z扫描方法

对非线性折射率慢弛豫介质的Z扫描理论进行了详细推导,得到了透射光场的表达式.分析表明:对于慢弛豫介质,其Z扫描过程也是非线性折射的累积过程.实验结果与理论分析一致.关键词：     

厚高阶光学非线性介质Z扫描的变分法分析

利用变分法对具有五阶光学非线性介质的Z扫描特性进行了研究。通过比较,发现当介质在具有较大的五阶非线性系数或较大光强的情况下,五阶非线性项的作用是不可忽略的。这对光限制器的设计和Z扫描实验都具有一定的指导意义。     

非线性折射率测量的Z扫描方法

描述了利用会聚的单光束灵敏地测量各种非线性介质的非线性折射率和非线性吸收系数的方法。被测样品放置于会聚高斯光束的光轴上（ｚ轴），样品在焦点附近沿ｚ轴移动，在远场处放置带有小孔的屏。通过小孔测量光束通过样品后的透过率，根据透过率与样品位置的关系，即可得到非线性介质的非线性折射率和非线性吸收系数，并能确定非线性折射率的符号（自聚焦或自散焦）。给出了若干测量结果。     

Z扫描测量中的热致非线性效应

从热传导方程出发，研究了用脉冲激光进行了Ｚ扫描测量时因样品线性吸收引起热效应而产生的折射率变化，所得结论同以前实验结果相符合。     

基于虚拟仪器的高精度Z扫描实验系统设计

设计了一个表征样品非线性特性的基于虚拟仪器的z扫描实验系统。利用Labview控制数字示波器TDS3012采集两路光强信号,并结合对微位移平台的控制实现Z扫描。以Nd：YAG飞秒放大器产生的800nm的飞秒激光作为探测光,经透镜聚焦后通过薄介质样品;用数字示波器测量样品在透镜焦点附近的透射光强,经过数据处理得到样品的非线性折射率和非线性吸收系数。利用该实验系统,对标准非线性吸收样品Rhodamine 6B进行了测量,计算得到其双光子吸收截面为σ^2=6．8GM（GM：10^-50cm4s photon^-1 molecule^-1）,该结果与其他文献利用不同测量方法得到的结果接近,证明该实验系统的测量结果是正确的,可满足非线性测量的精度要求。     

用Z扫描方法测量掺C60有机改良介质的非线性折射率

用Ｚ扫描方法和波长１．０６４μｍ、脉宽１５０ｐｓ的锁模激光测定了Ｃ６０／ＮＨ２－（ＣＨ２）３－Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３（简称Ｃ６０／ＫＨ５５０）溶胶和凝胶的三阶光学非线性系数。理论拟合曲线计算得出，溶胶复合材料的非线性折射率ｎ２＝５．６×１０－１２ｅｓｕ，经两天凝结之后的凝胶复合材料的ｎ２＝６．２×１０－１２ｅｓｕ。在相同的激光强度下溶胶和凝胶的不同透过率归因于溶胶液体对激光的非线性散射。     

反饱和吸收激发态非线性材料的Z扫描分析

本文用速率方程理论分析了激发志光学非线性材料非线性吸收和折射,通过数值模拟讨论了激发态和基态吸收截面、折射度相互关系等参数对非线性吸收和折射性质的影响。并从理论上分析了C₆₀甲苯溶液的Z扫描实验曲线,它具有强非线性吸收和弱非线性折射。     

大非线性相移下光学非线性Z扫描特性的研究

采用高斯分解法(GD)对大非线性相移下的Z扫描特性进行了分析,通过对数值算法的优化,将GD推广到对脉冲入射激光下大非线性相移下的Z扫描理论分析.对不同条件下大非线性相移Z扫描曲线峰谷结构的比较,发现在大非线性相移的情况下,Z扫描曲线的峰和谷随透过光阑或入射光强变化表现出某些新的特性.随着透过光阑孔径的增加,Z扫描曲线峰的变化要明显快于谷的变化,而且在谷明显存在的情况下,峰很快消失.采用皮秒脉冲激光下的纯二硫化碳实验对理论结果加以验证,实验结果和理论分析相一致.我们的分析结果对大非线性相移下Z扫描测量有一定的指导性意义,避免在大非线性相移下对Z扫描结果产生错误的分析.     

双臂相位Z扫描测量稀溶液中溶质光学非线性

基于相位Z扫描技术提出了双臂相位Z扫描技术,在相位Z扫描技术的光路中并联一个相同的光路。与传统的Z扫描技术相比,相位Z扫描可区分溶液的三阶非线性折射和瞬态热致非线性,且可实现单脉冲测量,系统灵敏度也要比Z扫描技术高。以往的方法都不能很好地测量稀溶剂中纯溶质的光学非线性,采用双臂相位Z扫描技术可极大提高系统测量信噪比,从而可准确地测量出稀溶剂中纯溶质的光学非线性。     

强非局域非线性介质的Z扫描研究

针对铅玻璃和向列相液晶等材料分析了有边界限制的强非局域非线性介质的Z扫描特性。在理论上参照热透镜模型,利用空间q参数得到了归一化的Z扫描透射比曲线,发现介质的边界条件对透射比曲线影响可以忽略,曲线的峰谷位置及其差值与入射功率有关。在实验上以铅玻璃为例,通过改变入射功率,验证了曲线的峰谷情况与入射功率的关系,并得到了材料的非局域非线性参数。