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：     

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。     

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。     

单光束Z扫描法测量Nd∶YVO4的非线性折射率

采用单光束Z扫描方法，对4 mm厚Nd∶YVO4晶体的非线性折射率进行了测量。采用薄样品理论对测量数据进行计算处理，所得出的结果与其他不同方法测得的结果相吻合.由此证明这种简单的测量和处理方法的合理性和有效性.     

单光束Z扫描法测量Nd∶YVO_4的非线性折射率

采用单光束Z扫描方法,对4mm厚Nd∶YVO4晶体的非线性折射率进行了测量。采用薄样品理论对测量数据进行计算处理,所得出的结果与其他不同方法测得的结果相吻合.由此证明这种简单的测量和处理方法的合理性和有效性.     

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。     

厚光学非线性介质Z扫描理论分析

采用高斯分解方法，对厚光学非线性材料的Ｚ扫描进行了理论分析，得到了对于实验工作者寻找优良的光学非线性材料和合理设计光学限制器时较有用的结果。 关键词：     

基于衍射模型的Z扫描理论

以菲涅耳－基尔霍夫衍射理论为基础，建立了非线性光学介质对高斯光束的衍射模型，从一种新的角度解释了Z扫描现象，这种理论不仅在小非线性相移的情况下与传播Z扫描理论的结果完全一致，而且还适用于大非线性相移的情况。数值计算表明，随着非线性相移的增大，原来近似对称的Z扫描曲线发生畸变，谷的透过率被饱和抑制而峰的透过率被增强。通过开孔的光功率随着入射激光功率的增加会出现振荡衰减现象。     

纵向扫描法测量非线性折射率和吸收的理论分析和测量结果

本文以薄样品的分析为基础,采用高斯分解方法,在一定近似条件下,对纵向扫描进行严格的理论推导,获得了远场光阑归一化透过率的数值解析表达式.利用所得表达式,由测得的归一化透过率曲线可同时获得非线性折射率和非线性吸收的大小和符号.对非线性吸收和极值点的讨论进一步证明了结果的准确性.最后简要介绍了一种自行设计的全自动纵向扫描测试系统,并对CS₂标准样品进行了闭孔测量.测得CS₂的非线性折射率大小与国际报道完全一致.     

偶氮分散红聚合物薄膜的Z扫描研究

采用单光束Z扫描技术对新型光学存储材料偶氮分散红聚合物的薄膜样品进行了测量。实验结果表明 ,该样品的非线性折射率为负值。为消除非线性吸收的影响 ,将实验所得有孔Z扫描曲线除以开孔Z扫描曲线进行了处理。从Z扫描曲线的实验数据处理得到这种新型偶氮分散红聚合物薄膜材料的非线性折射率为 :- 5 .5× 10 -6cm2 /W ,其值比常见无机非线性光学材料大 8～ 9个数量级 ,是一种很有应用前景的新型光学存储材料。最后 ,对这种偶氮聚合物薄膜具有大的非线性折射率的物理机制进行了分析。初步认为 :在线偏振光照射下 ,偶氮分子变为各向异性。这些类似液晶相的分子很好地关联在一起 ,分子的取向对外界扰动的响应是一种集体的效果 ,所以他们具有很大的非线性响应。     

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.     

利用Z扫描技术确定非局域非线性介质的非线性折射率

采用高斯分解法,分析并讨论了非局域非线性介质的Z扫描特性.基于介质的非线性响应函数为高斯型,给出了用于确定非局域非线性介质的非线性折射率系数的透过率表达式,分析了非局域非线性介质的非局域程度对透过率曲线的影响,得到了计算非局域非线性介质的非线性折射率系数以及非局域程度的方法,讨论了由于非局域性条件所带来的对实验上的一些参数的调整,提出了测量介质非局域程度的可行的实验方法并说明了其他注意事项.同时还数值模拟了在介质的响应函数为双曲正割型情况下通过薄样品的远场Z扫描曲线,并与高斯响应情况下的结果进行了比较.     

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。     

飞秒光脉冲Z扫描技术测量纳米银颗粒非线性折射率

本文首次报道了用飞秒脉冲光Z扫描技术测量纳米银悬浮粒子的非线性折射率。从物理机制及理论上对Z扫描进行了分析,并对纳米悬浮粒子的有效长度进行了估算。利用标准样品对系统进行了标定。最后得到了纳米银粒子的非线性折射率为6.75×10^-10esu.     

基于Z扫描系统的石墨烯非线性吸收特性研究

利用Z扫描系统研究了多层石墨烯非线性光学吸收特性。结果表明多层石墨烯在激光作用下具有反饱和吸收特性,且非线性折射系数为正。随着层数增大,非线性光学吸收系数减少得慢一些。基于微观尺寸效应,2～5层石墨烯的叠层方式也会影响到非线性吸收系数的值。另外,激光的强度、中心波长和脉宽等因素都会影响样品非线性光学吸收系数的结果。石墨烯具有非常优良的非线性光学特性,为其制成非线性光学器件提供了有效的实验依据。     

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。     

Z—扫描技术及其应用

文章介绍了Ｚ－扫描技术的原理、特点及其应用，分析了单色Ｚ－扫描法测量非线性折射系数和非线性吸收系数，以及双色Ｚ－扫描法研究非简并非线性光学效应．     

干涉法测量光学材料非线性折射率的方法研究

提出了一种基于楔形平板等厚干涉原理测量光学玻璃非线性折射率变化的方法。在理论分析的基础上,建立了变形的等厚干涉条纹变化△e／e与待测玻璃平片（K9玻璃）折射率变化量△nb之间的数学模型;在选取一定的实验条件下,获得等厚干涉实验测量干涉图样,并利用MATLAB对实验所得的干涉图进行图像数据处理分析计算,恢复出非线性变化光学玻璃材料的折射率变化量△nb该方法的测量精度可达10^-6。     

飞秒激光Z扫描技术研究CS2的非线性特性

利用波长为800 nm的飞秒激光脉冲,通过Z扫描技术研究了CS2在不同光强下的非线性折射和非线性吸收特性发现,随着光强的增加,闭孔Z扫描透过率曲线发生了较大的轴向移位。分析结果表明:在低光强下,这种轴向移位源于双光子吸收的影响;而在高光强下,是双光子吸收和五阶非线性共同作用的结果。给出了决定五阶非线性存在与否的临界光强,以及非线性参量与轴向位移的关系。