电子束辐射下Ge-As-S硫系玻璃的二阶非线性光学效应

通过Maker条纹测试方法 ,在电子束辐射下的Ge As S硫系玻璃中 ,观察到明显的二阶非线性光学效应 ,并讨论了该效应的机理。通过Maker条纹图可以看出 ,二次谐波强度的大小主要与加速电压的大小有关 ,并在± (5 0°～ 6 0°)入射角时出现最大值。     

Ge-As-S体系玻璃中光学二次谐波发生及其极化机理分析

采用Maker条纹法,在电子束辐射极化条件下的Ge-As-S体系玻璃中观察到二次谐波发生效应 .通过热诱导去极化电流法(TSDC)进行极化机理分析得出,极化区域位于玻璃表面很薄的一 层区域内,与理论计算结果相符. 关键词： Ge-As-S体系玻璃 电子束辐射 Maker条纹 二次谐波发生 TSDC     

各向同性固体界面非线性反射的实验研究

实验测量了SV波入射到玻璃-空气,玻璃-铁、铜、铝界面上时反射的二次谐波SV波,研究了非线性反射效率与入射角以及材料的线性和非线性特性的关系,发现在某些入射角下,反射的二次谐波会有较大的振幅,报道了实验结果并和理论进行了比较。     

化学气相沉积中影蔽效应对硅薄膜表面形貌和微结构的影响

采用斜入射热丝化学气相沉积技术(OAD-HWCVD),研究了气流入射角度(θ)对氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜表面和微结构的影响.实验发现,薄膜厚度为1μm时,均方根粗糙度与tanθ成指数关系;在入射角度为75°时,薄膜表面由自仿射表面转变为mound表面.采用拉曼谱和红外谱表征了硅薄膜的微结构随气流入射角度的变化.在薄膜转变为mound表面生长之前,随入射角度的增加,准局域的影蔽效应使得薄膜中微空洞的数目及尺寸增加,导致薄膜微结构因子升高、致密度下降、薄膜质量变差.在薄膜转变为mound表面生长之后,非局域的影蔽效应导致大尺度的空洞,同时薄膜中以Si-Hn(n 2)形式存在的氢增多.本文以非晶硅薄膜为例,结合标度理论,分析了薄膜生长过程中的表面形貌和微结构与影蔽效应的关系.     

超快激光对涂有量子点玻璃表面的微构造

基于金属量子点的局域等离激元效应,提出一种新的固体介质表面微结构的制备方法。利用飞秒激光辐照涂有Cu2S量子点的K9玻璃,在其表面制备出了类似光栅结构的亚波长周期性条纹。当飞秒激光的中心波长为1300 nm、脉宽为50 fs、激光功率为230 mW时,玻璃表面的亚波长周期性条纹结构尺寸为34 nm。通过模拟得到了附有Cu2S量子点玻璃表面的近场分布,模拟结果表明,出现这种周期性条纹结构是入射飞秒激光与量子点产生的等离激元场之间产生干涉引起的。该制备方法可以降低透明介质微构造的激光功率阈值,改善了透明基质表面的微纳结构加工工艺。     

Li_2O-Al_2O_3-SiO_2-P_2O_5系统微晶玻璃受控析晶分析

应用DTA,XRD,SEM等手段研究了Li2O_Al2O3_SiO2_P2O5系统微晶玻璃的析晶过程和相组成。采用模拟计算方法考察了不同的析晶条件。引入适量的Al2O3等难熔物组分来改变析晶条件及残留玻璃相的组成和粘度。通过抑制主晶相(Li2O.2SiO2)晶粒的生长,最终获得了晶粒尺寸为0.1~0.3μm的透明微晶玻璃。     

兰姆波非线性效应的实验观察(Ⅱ)

基于Ritec-SNAP系统对固体板中传播的兰姆波的非线性效应进行了实验观察。根据导波的模式展开分析方法和兰姆波的频散曲线,简述了兰姆波的积累二次谐波发生条件。采用一定倾角的斜劈换能器在固体板表面激发和接收兰姆波的基波和二次谐波时域信号,阐述了兰姆波的基波、二次谐波时域脉冲包络的积分振幅的物理意义,在固体板表面分别测量了不同传播距离的兰姆波的基波、二次谐波的幅频曲线。在兰姆波具有非线性效应的频率值附近,分析了兰姆波的二次谐波振幅随传播距离的变化关系。实验结果进一步证明了兰姆波在一定条件下具有强烈的非线性效应,其二次谐波表现出随传播距离积累增长的性质。     

低能Kr+离子束诱导蓝宝石晶体实验研究

使用微波回旋共振离子源制备蓝宝石(A向)自组织纳米结构,研究不同入射角度下Kr+离子束刻蚀蓝宝石表面形成的自组织纳米结构及其形成过程.采用等离子体与离子束刻蚀设备在不同入射角度下对蓝宝石样品表面进行刻蚀并通过Taylor Surf CCI2000非接触式表面测量仪和原子力显微镜分别对刻蚀后的蓝宝石样品的刻蚀速率及表面形貌进行分析.研究表明:当离子束能量为400eV,加速电压为200V,离子束流密度为310μA/cm2时,小角度入射下,蓝宝石样品表面出现纵向尺度较小的有序点状纳米结构;随着入射角度的增加,样品表面形成条纹状纳米结构,30°时形成短程有序且纵横比为0.87的条纹状结构;入射角度继续增加,纵向高度减小直至纳米结构消失;当角度达到60°附近,蓝宝石表面又出现条纹状结构,70°时形成了短程有序且纵横比为1.07的条纹状结构.自组织纳米结构的形成先以"岛状"形式出现,随后岛上生长出条纹状纳米结构,随着刻蚀时间的增加,岛状条纹结构纵向尺度增大且有序性增强,纳米结构的横向周期不变.     

聚片多畴LiNbO_3晶体的倍频效应

通过对聚片多畴LiNbO_3晶体倍频效应的研究,从实验上对Bloembergen等人所提出的准位相匹配理论进行了细致的检验。首先运用Maker条纹法在实验上直接测定了单畴LiNbO_3晶体在e~ω·e~ω→e~(2ω)非位相匹配下的倍频光强,并采用角度扫描和温度扫描方法,以获得满足准位相匹配条件时的不同片数的聚片多畴晶体的最大倍频强度,从而验证了聚片多畴晶体倍频相对光强与片畴数N成平方关系。在N<200时,取得令人满意的结果。把聚片多畴晶体的倍频光强与同质量同长度单畴晶体在o~ω·o~ω→e~(2ω)位相匹配下的倍频光强进行比较,其倍频强度提高一个数量级之多。最后,还从实验上讨论了倍频增强效应的结构敏感性。     

20GeS2·80Sb2S3硫系玻璃的析晶行为及动力学机理研究

实现玻璃微晶化过程控制的基础是要充分认识其析晶行为及动力学机理. 利用示差扫描量热法和析晶热处理等手段, 研究发现 20GeS₂·80Sb₂S₃硫系玻璃属于表面析晶, 在268℃(T_g+30℃)下热处理60 h, 可以获得表面约40 μm的Sb₂S₃晶层复合玻璃陶瓷样品. 在此基础上, 利用非等温法从理论上分析该玻璃的析晶动力学机理. 计算得到其析晶活化能E_c为(223.6±24.1)kJ·mol^-1, 在热处理温度(268℃)下的析晶速率常数K为1.23×10^-4 s^-1, 属于较难析晶的玻璃组成; 玻璃的晶体生长指数m和晶体生长维数n均为2, 表明其Sb₂S₃相的析晶行为是二维生长过程, 与析晶实验结果完全相符. 由此可知, 对于Sb₂S₃晶体复合的硫系玻璃陶瓷样品可通过玻璃粉末压片烧结、带铸法或丝网印刷法制备获得, 为今后功能硫系玻璃的开发提供实验依据和理论指导. 关键词： 硫系玻璃 微晶化 析晶动力学 析晶行为     

Electron-beam poling in undoped, N- or Ge-doped MDECR H:SiO2 films

Amorphous N- or Ge-doped H:SiO₂ films deposited on silica by the matrix distributed electron cyclotron resonance-PECVD method were irradiated by an electron-beam with different doses in order to pole the material and induce second harmonic generation (SHG). SHG was measured using the Maker-fringe method. When irradiated at an acceleration voltage of 25 kV, an incident current of 5 nA during 480 s, the N-doped H:SiO₂ films exhibited a maximum second harmonic signal in the order of 0.003 pm/V, but when irradiated with an acceleration voltage of 30 kV, at 5 nA during 240 s, the films exhibited a maximum second harmonic signal of 0.006 pm/V. With a smaller current of 0.5 nA during 25 s and 25 kV acceleration voltage, the Ge-doped H:SiO₂ films (3.8 at. % Ge) showed a maximum second-order nonlinearity of 0.0005 pm/V. But an H:SiO₂ films with a smaller Ge content (1.0 at. % Ge), showed a large SHG: d₃₃=0.09 pm/V when irradiated at 25 kV, 0.5 nA during 15 s. PACS 78.66.J; 42.65.K; 68.60.D     

Langmuir-Blodgett膜透射光学二次谐波产生研究的多次反射修正

实验研究了盐Ｌａｎｇｍｕｉｒ-Ｂｌｏｄｇｅｔ单分子层膜在不同基频光和倍频光偏振态组合（ｓ→ｐ，ｐ→ｐ和４５°→ｓ）情况下的透射光学二次谐波产生（ＳＨＧ），并利用有关透射方向ＳＨＧ理论公式进行了曲线拟合．结果发现，随着入射角的增大，拟合曲线与实验点存在较大的偏移．这是因为忽略了基频光和倍频光在作为ＬＢ膜衬底的玻璃基板内的多次反射造成的．研究了理论拟合曲线和实验结果偏移的主要原因．并给出了考虑多次反射最低阶修正后的理论公式和拟合曲线．研究结果表明：进行变入射角情况下的透射ＳＨＧ研究时，特别是当测量涉及到ｓ偏振态时，如果要固定探测装置的位置不变，那么玻璃内的多次反射必须加以考虑 关键词：     

LB膜的变入射角透射光学二次谐波产生研究

给出了不同基频光和倍频光偏振态组合情况下，淀积在固体基板上的Ｌａｎｇｍｕｉｒ－Ｂｌｏｄｇｅｔｔ单分子层膜在面对入射光方向和背对入射光方向时，反射及透射光学二次谐波产生随入射角变化关系的理论公式。在此基础上，对一种芪盐ＬＢ膜样品进行变入射角的透射二次谐波产生研究。     

Photoinduced second harmonic generation studies on Tris(thiourea)copper(I) perchlorate Cu(SC(NH2)2)3(ClO4)

We have established a possibility to obtain the photoinduced optical second harmonic generation in the initially centrosymmetric single crystals of tris(thiourea)copper(I) perchlorate crystallized in the monoclinic system with the space group P2₁/c. The second‐order susceptibility of the investigated crystal was measured by inducing the crystal by external laser field. The results obtained are interesting and discussed in detail. We have established that the optical second harmonic generation achieves its maximum (about 0.84 pm/V) at photoinducing power density about 1430 kW/cm² for the fundamental wavelength 1064 nm. The maximal output second harmonic generation (SHG) was achieved at an angle of about 35° between the pumping and fundamental power beam's polarizations. Such maximum may be a consequence of a competition between the so formed anharmonic photothermal expansions and the thermal destruction that occurred because of the heating of the crystal surfaces. Our independent verifications have shown that the photoinduced surfaces were heated up to 8–12° C. This may cause occurrence of photothermal relaxation processes. The output SHG exists only immediately after the act of photoinduction. The obtained dependences are caused by specific features of the Raman spectra of the investigated crystals. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

Surface plasmon effects on surface second harmonic generation during Au nanoparticle deposition onto H–Si(1 1 1)

Deposition of Au nanoparticles from aqueous HF onto H–Si(1 1 1) was studied in situ by surface second harmonic generation (SHG) and ex situ by extinction spectroscopy and non-contact atomic force microscopy (AFM). AFM measurements indicate that the maximum SHG intensities occur at lateral particle diameters of approximately 90–100 nm independent of solution phase composition, but with an intensity that depends on solution phase composition.

Employing the evolution of SHG intensity to monitor lateral cluster growth, simultaneous Au deposition and Si oxidation exhibit apparent kinetic reaction orders of 1/2 and zero with respect to HF and Au(CN)₂⁻, respectively. These results are similar to those obtained purely from ex situ AFM analysis. The variations in SHG intensity with Au(CN)₂⁻ concentration can be related to particle nucleation densities. These results demonstrate the utility of SHG as an in situ probe of particle growth.     

掺杂晶体Cd0.35Hg0.65Ga2S4的光学特性

研究了掺杂非线性晶体Cd0.35Hg0.65Ga2S4的线性和非线性光学特性以及相位匹配.在相同的实验条件下，与已知的中红外晶体相比较，测定了该晶体的损伤阈值.实现了CO2激光二次谐波产生实验，与理论预测相一致. 关键词： 掺杂非线性晶体 Cd0.35Hg0.65Ga2S4 二次谐波产生 CO2激光     

掺杂晶体Cd_(0.35)Hg_(0.65)Ga_2S_4的光学特性

研究了掺杂非线性晶体Cd0 35Hg0 6 5Ga2 S4 的线性和非线性光学特性以及相位匹配 .在相同的实验条件下 ,与已知的中红外晶体相比较 ,测定了该晶体的损伤阈值 .实现了CO2 激光二次谐波产生实验 ,与理论预测相一致     

SiO2-GeO2薄膜二次谐波产生的稳定性研究

利用溶胶－凝胶（ｓｏｌ－ｇｅｌ）方法制备了ＳｉＯ２－ＧｅＯ２薄膜,并测量了薄样品电场极化后光学二次谐波信号的相对大小和时间弛以豫特性,通过对汪同衬底材料及不同温度下电场极化薄膜样品二次谐波信号的时间弛豫特性比较,表明薄膜与衬底之间界面电荷的稳定性受衬底材料体电导率的影响,从而影响了薄薄膜样品二次谐波信号的稳定性。     

Frequency doubling of ultrashort pulses in a nonlinear photonic strontium tetraborate crystal

The second harmonic generation (SHG) of the femtosecond titanium-sapphire laser radiation was experimentally studied in the mode of nonlinear diffraction in the nonlinear photonic strontium tetraborate crystal. The spectrum of reciprocal lattice vectors of domain structures includes components responsible for the efficient frequency-tunable SHG in the spectral range of 355–510 nm. The maximum SHG efficiency was 1.9%. The SHG spectrum narrowing does not exceed 10–20%. The measured spectral dependence of the nonlinear diffraction angle is in good agreement with calculation.     

玻璃掺杂量子点的倍频效应产生的理论研究

应用统计理论和量子力学理论对量子点掺杂的倍频效应产生的机制与量子点倍频光的电极化率与量子点的尺寸大小的关系进行了理论研究，结果较好地解释了实验所观察到的规律。