细菌视紫红质膜非线性吸收特性及其光子学应用

对细菌视紫红质膜在两束非同频光照射下的非线性吸收特性进行了详细的理论分析,并讨论了细菌视紫红质膜非线性吸收特性有光子学方面的一些新应用。     

基于细菌视紫红质薄膜的空间光调制器实验研究

阐述了利用细菌视紫红质薄膜（BR薄膜）优良的非线性光学特性作为光寻址的空间光调制器的实验研究.BR有两个重要的光敏中间态（B态和M态），其吸收带（B态吸收峰为570nm，M态吸收峰为412nm）重叠区域较少，利用其正向（B→M）和逆向（M→B）光反应之间转化关系和B态与M态的差异吸收实现了相干光学图像到非相干光学图像的转换实验.采用经基因改性的细菌视紫红质薄膜（BRD96N）材料，使用670nm相干光作为写入光，530nm非相干光作为读出光，得到了分辨率约为200 lines/mm，对比度约为2.1∶1的 关键词： 光寻址空间光调制器 细菌视紫红质薄膜（BR薄膜） 非线性光学特性 相干光与非相干光图像相互转换     

基于菌紫质的光开关原型器件研究

本文分析和讨论了细菌视紫红质的饱和吸收特性及互补抑制特性,在此基础上进行了细菌视紫红质光开关的实验研究。研究证明了被激发到M态的细菌视紫红质分子对紫光有较大的吸收,而处于基态的分子则对黄光有较大吸收。随着入射黄光强度的增加,菌紫质对黄光的吸收呈饱和吸收特必,时菌紫质对紫光呈较大吸收,而较强的紫光照射将会使此饱和吸收阈值增加,使得菌紫质对黄光的吸收又增大,从而黄光和紫光表现出互补透射特性。利用紫光和黄光控制菌紫质分子在M态和基态上的分布,我们实现了对不同的波长光和选通或者关闭,即光开关模型。     

Z-扫描技术与非线性光学材料性质的测量

介绍了Z-扫描技术的基本原理，以及Z-扫描技术在测量非线性光学介质的非线性折射率、非线性吸收系数和光学限制器等方面的应用，以细菌视紫红质(bR膜)、碘的酒精溶液和偶氮材料CN2为例，分别介绍了它们的测量结果，给出了提高Z-扫描灵敏度的改进方法，介绍了其发展装状况。     

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。     

细菌视紫红质能化态时表面电位的非线性光学机制

用荧光标记物1，8-ANS与细菌视紫红质结合，测得紫膜细菌视紫红质在能化态时的表面电位远大于非能化态时的对应值。在细菌视紫红质分子的激光四波混频实验中，应用激子表象理论，获得了紫膜能化态时的激子饱和密度和激子长度，说明在bR—ANS络合物中，细菌视紫红质中色氨酸残基对ANS的激发能量转移效率提高，能化态时表面电荷密度增加，从而使非辐射共振转移变为激子转移，也证明了紫膜能化态时表面电位的非线性光学机制。     

GaAs在光通讯波段的超快非线性光学研究

采用Z-扫描和泵浦-探测技术,在光通讯波段对砷化镓(GaAs)单晶进行了非线性动力学以及非线性光学的实验研究.飞秒泵浦-探测实验结果表明,三阶非线性光学效应源于砷化镓单晶对飞秒激光的瞬态双光子吸收,而五阶非线性光学效应源于砷化镓单晶双光子吸收诱导的自由载流子吸收效应.通过Z扫描实验,得到了关于GaAs单晶所有的非线性光学参数,包括双光子吸收系数、三阶非线性折射系数、双光子吸收诱导的自由载流子吸收截面以及双光子吸收诱导的自由载流子折射截面.结果表明,砷化镓单晶在制造光限幅器件和光电探测器方面具有良好的发展前景.     

被动光学限幅器的机制与研究进展

被动光学限幅器是利用介质的非线性光学性质实现对光的强度进行控制的器件,它在科研、军事和民用方面都具有广泛的应用.文章讨论了被动光学限幅器的反饱和吸收、双光子吸收、自由载流子吸收、非线性折射、光致散射和光折变机制,每种机制在光限幅器应用中的有效性及局限性;介绍了国内外研究状况及自己的工作;指出了今后被动光学限幅器研究的发展方向.     

被动光学限幅器的机制与研究进展

被动光学限幅器是利用介质的非线性光学性质实现对光的强度进行控制的器件，它在科研，军事和民用方面都具有广泛的应用，文章讨论了被动光学限幅器的反饱和吸收，双光子吸收，自由载流子吸收，非线性折射，光致散射和光折变机制，每种机制在光限幅器应用中的有效性及局限性，介绍了国内外研究状况及自己的工作；指出了今后被动光学限幅器研究的发展方向。     

非对称量子阱中非线性光学吸收系数的计算

非对称量子阱中的非线性光学效应因其潜在的实用价值而引起人们的广泛关注,而量子阱内带间的光学吸收问题对研究远红外光学探测器件具有重要的理论指导意义.以Pschl-Teller势阱为例研究了影响非对称量子阱中的非线性光学吸收系数的因素.考虑到带间的电子弛豫,用量子力学中的密度矩阵算符理论导出了Pschl-Teller势阱中的线性与三阶非线性光学吸收系数的表达式.因该势阱中有两个可调参数,通过调节系统的参数,发现该系统的非线性光学吸收系数呈规律性的变化.以典型的GaAs/AlGaAs非对称量子阱为例作了数值计算,通过调节系统的参数,数值计算结果表明,入射光强以及系统的非对称性对量子阱的非线性光学吸收系数有较大的影响,从而为实验上研究非对称量子阱的非线性光学效应提供了必要的理论依据.     

一新型金属有机化合物在皮秒激光下的三阶非线性光学性质研究

利用皮秒激光光源,采用z扫描技术研究了一种新型金属有机化合物的三阶非线性光学性质以及光限幅特性.z扫描研究结果表明,这种化合物在1064 nm波长激光激发下的三阶非线性极化率χ(3)为3.8×１０-14 esu,并且存在双光子吸收.光限幅实验结果显示双光子吸收和非线性折射两种不同机制决定了该化合物的光限幅特性.     

野生型细菌视紫红质薄膜光谱响应特性的实验研究

细菌视紫红质 (Bacteriorhodopsin ,简称BR)是嗜盐菌细胞膜内的一种光敏蛋白质。BR薄膜材料具有优异的光循环特性和光致变色特性 ,在光信息处理领域中有广阔的应用前景。文章通过紫外 可见光光纤光谱仪测试野生型细菌视紫红质 (BRWT)在经过 5 32nm的YAG激光的泵浦激励后 ,薄膜对探测光的吸收光谱变化情况来着重讨论BRWT的光谱响应特性。采用的样品基态 (B态 )最大吸收波长均为 5 6 2nm ,光密度分别为OD(WT1) 562nm=2 0 4 ,OD(WT2 ) 562nm =1 37。实验结果表明 ,在 5 5 0～ 6 5 0nm波长范围内 ,两个BRWT分子膜对探测光随着探测时间的延长均出现吸收增强的现象。利用双e指数曲线拟合方法分析出 5 5 0～ 6 5 0nm吸收增强的变化过程分为快过程和慢过程 ,其对应的时间常数BRWT1分别约为 11ms和 6 0s ,BRWT2 分别约为 2 4ms和 35s。     

Optical absorption coefficients in asymmetric quantum well

The optical absorption coefficients considering electron-phonon interaction in asymmetrical quantum wells are theoretically studied. The result shows that the optical absorption coefficients depend strongly on the parameters of quantum well. Interestingly, the theoretical values of the optical absorption coefficients obviously increase with considering the electron-phonon interaction.     

质子交换铌酸锂光波导的红外吸收光谱

用尼高力 36 0型红外吸收光谱仪对用已二酸 (Adipicacid)和苯甲酸 (Benzoicacid)的不同摩尔比混合作为质子源进行质子交换制作的Z切铌酸锂光波导进行红外吸收光谱分析。表明 :OH-自由基团在 35 0 0cm-1处存在吸收峰 ,对应于质子交换中替代质子的特征 ,OH-氢键在 70 0cm-1处存在另一个吸收峰 ,对应于交换中的填充质子的特征。当两种不同的质子源以不同的摩尔比例混合时 ,质子源中的H 浓度不同 ,进行交换的速度也不同 ,结果导致在 35 0 0和 70 0cm-1两处的峰的强度发生变化。而这两个峰强度之比值可作为制作高质量铌酸锂光波导的重要依据 ,因此 ,对这两个峰的研究对制作高质量的铌酸锂光波导具有重要的意义     

受驱动光学系统腔场噪声的内腔多光子吸收减低

在受驱动光学系统中增设内腔多光子吸收元件是抑制腔场噪声的有效手段，为在好腔条件（ｋ＜＜ｒ／／，ｒ⊥）下获得低噪声强光场，应选用高吸收非线性元件，若所需场强较弱，在主动腔状态应选用非线性吸收最低的双光子吸收体，在被动腔状态则应让系统工作在无吸收状态。     

纳米表面二维周期半圆凹槽增强硅薄膜太阳能电池光吸收

利用时域有限差分方法, 研究硅薄膜上下表面周期半圆凹槽结构对于太阳光吸收的增强效应. 研究发现这种结构可以实现太阳光宽波段的光吸收增强, 通过调节SiO₂表面减反层厚度和凹槽半径长度来实现薄膜太阳能电池最大的光吸收, 并实现了波长在300-1000 nm范围的太阳光吸收总能量比没有这种 结构下硅薄膜光吸收提高了约117%. 关键词： 硅薄膜 半圆凹槽 吸收增强     

Z-scan studies and optical limiting of nanosecond laser pulses in neutral red dye

The nonlinear optical absorption, refraction and optical limiting behaviour of an organic dye, neutral red, were investigated under excitation with nanosecond laser pulses at 532 nm. The nonlinear optical responses of the material were studied both in solution and solid film, made in methanol and polyvinyl alcohol, respectively, using single-beam Z-scan technique. The open aperture Z-scans of the solution samples displayed a switch over from saturable absorption to enhanced absorption with increase in input intensity. Theoretical fit to the experimental data indicated that the dominant mechanism of nonlinear absorption is two-photon absorption. The closed aperture Z-scans of both the samples denoted positive nonlinearity, which was three orders larger in magnitude in solid film, compared with that in solution. The results of optical limiting experiments revealed that neutral red exhibited strong optical limiting of nanosecond laser pulses with a threshold lower than that of C₆₀ in toluene.     

Enhancement of second-order optical nonlinearity in photo-darkened Ge25Sb10S65 chalcogenide glass by femtosecond laser light

The second-order optical nonlinearity of poled Ge₂₅Sb₁₀S₆₅ chalcogenide glass was found to be 40-50% larger after femtosecond laser irradiation. The highest χ⁽²⁾ was 11.4 pm/V. Raman spectral change indicated that centrosymmetric defects were created by fs light. These defects promoted the third-order optical nonlinearity of the glass and as a result, its second-order nonlinearity was also enhanced. The study shows that fs laser modification is an effective method of increasing the optical nonlinearity of photonic materials.