CdSe/ZnS核-壳结构量子点的非线性光学吸收

利用开孔Z扫描技术研究了吸收峰分别为553 nm和503 nm的两种尺寸CdSe/ZnS核-壳结构量子点溶液的非线性吸收性质.对于532 nm,6 ns激光脉冲,两种材料均表现出饱和吸收向反饱和吸收转化的现象.数值模拟结果表明：当吸收峰波长大于激光波长时,饱和吸收过程由快、慢两种机制组成,分别对应基态载流子被激发至不同的激发态,而强光下的反饱和吸收与快过程相关;当吸收峰波长小于激光波长时,饱和吸收主要由快过程机制引起,强光下的反饱和吸收源自激发态吸收和双光子吸收.我们的研究结果表明半导体量子点是研制光开关和光限制器件的理想候选材料.     

罗丹明染料激发态吸收及非线性荧光效应研究

系统研究了罗丹明6G和罗丹明B的非线性吸收特性和荧光猝灭特性,结果表明它们在532nm的激光波长作用下,呈饱和吸收特性,在355nm的激光波长作用下呈现反饱和吸收特性,通过理论拟合得到了激发态吸收截面和能级寿命;并对荧光猝灭现象进行了解释,首次提出激发态吸收诱导荧光猝灭的理论.     

掺Er3+玻璃的光限幅特性研究

利用波长为532 nm的皮秒脉冲激光,研究了掺Er3 玻璃的光限幅特性和反饱和吸收.当入射功率不断增加且超过一定阈值时,透射功率不再随着入射功率快速增大,而是逐渐趋向于较稳定状态,从而实现了对强激光的光限幅效应.进一步利用布居速率方程讨论了其机制并给出了激发态的吸收截面,结果表明激发态吸收是其主要的光限幅机理.     

通过飞秒泵浦探测技术研究PbS纳米颗粒的激发态瞬态动力学过程

利用飞秒泵浦探测技术研究了PbS半导体纳米颗粒复合的SiO₂溶胶凝胶薄膜的瞬态动力学过程。通过改变激发探测波长和激发光强度,研究引起PbS半导体纳米颗粒的非线性吸收的两种机制。当激发探测波长选在激子吸收峰附近(620nm)时,由于激子的饱和吸收引起的光致漂白,当激发波长选在激子能态的低能侧(753,800nm),同时观察到激子的饱和吸收和双激子效应引起的光致吸收。研究了激子的饱和吸收和双激子效应引起的激发态吸收随激发态电子-空穴对浓度的变化关系,表明双激子效应与载流子浓度有很大关系。在高激发强度下,双激子效应引起的诱导吸收远远大于激子跃迁引起的光致漂白,双激子效应在非线性吸收中起着决定性作用。     

硒化铅量子点聚乙烯醇薄膜的三阶非线性光学特性

通过湿化学方法制备了具有三阶非线性光学性质的硒化铅/聚乙烯醇复合物薄膜.采用透射电镜和扫描电镜对硒化铅量子点的尺寸和薄膜的形貌进行表征.运用Z扫描方法,研究了薄膜在波长为532nm,脉冲宽度为38ps条件下的三阶非线性光学性质.实验结果表明:合成的硒化铅量子点尺寸在10nm左右,属于强量子受限,制备的薄膜表面粗糙度比较好;薄膜在皮秒脉冲激光作用下呈现负的非线性折射效应和反饱和吸收性质,其三阶非线性极化率χ(3)为3.6×10-11 esu.     

7-羟基喹啉的双光子荧光光谱特性

利用超快激光脉冲作为激发光源,研究了激发态质子转移有机分子7-羟基喹啉溶液的双光子吸收光谱特性。实验发现在波长为532nm的脉冲激光作用下,该溶液在波长约为380nm和550nm处出现了两个荧光峰,研究证明,峰波长为380nm处的荧光是7-羟基喹啉醇式结构下分子从激发态返回基态时发射的荧光,而峰波长为550nm处的荧光是该溶液的酮式结构分子从激发态返回基态时发射的荧光。     

一种新型有机金属化合物纳秒时域饱和吸收特性研究

合成了一种新型有机金属配合物Cetyltrimethylammonium-bis(2-thioxo-1,3- dithiole- 4,5-dithiolato)-copper(简称CtCu)材料.采用单光束Z扫描测试技术,在波长为1 053 nm,脉宽为1 ns的条件下研究了该样品的三阶非线性光学性质.研究发现,该材料具有很强的饱和吸收特性,激发态的有效吸收截面为σeff＝1.10×10－19 cm2,与基态吸收截面的比值为1∶484.利用非线性透过率实验验证了材料的饱和吸收特性,并对其产生机理进行了分析.实验结果表明,该材料在近红外波段的激光脉冲压缩方面有潜在的应用前景.     

水溶性TGA-CdTe量子点的超快弛豫动力学过程探究

本文以三个不同粒径(1^#:2.3 nm, 2^#:2.8 nm和3^#:3.5 nm)的巯基乙酸包覆的CdTe量子点(thioglycolic acid capped CdTe quantum dots, TGA-CdTe QDs)样品为研究对象, 其时间相关单光子计数(time-correlated single photon counting, TCSPC)实验得到的时间分辨光谱显示, 三个量子点的荧光平均寿命依次是～6 ns, ～10 ns和～12 ns, 其动力学过程包括慢过程和快过程两部分. 随其粒径尺寸的增加, 其慢过程延长, 快过程在变短. 然后, 通过瞬态吸收和荧光上转换两种基于飞秒的时间分辨光谱技术, 对TGA-CdTe量子点的带间弛豫过程做了探究. 实验结果显示, 三个TGA-CdTe量子点样品, 随其粒径增大, 最高激发态和最低激发态填充速率减慢, 其中, 最高激发态从0.33 ps增加至0.79 ps; 最低激发态从0.53 ps增至～1 ps. 另外, 由瞬态吸收和荧光上转换两种时间分辨手段相结合, 可得到CdTe量子点带间弛豫的完整图像, 结果显示了TGA-CdTe 量子点的一个本征特征:即在基态漂白恢复过程中的初始上升阶段, 荧光上转换信号要慢于瞬态吸收信号. 这可以为量子点在光电转换应用上提供帮助.     

萘酞菁铅化合物的光限幅特性研究

应用调Q倍频ns/ps Nd：YAG脉冲激光,在波长为532nm,脉冲宽度为8ns,重复频率为1Hz的条件下,研究了溶于二甲基亚砜(DMSO)中的萘酞菁铅溶液的反饱和吸收和光限幅特性。实验表明,萘酞菁铅具有良好的光限幅特性,它的有效激发态吸收截面与基态吸收截面的比值约为15．21,大于萘酞菁铜。研究结果表明,萘酞菁铅的光限幅特性优于C60,激发态吸收是其主要的光限幅机理。实验结果证实了重原子效应可以通过增强系际跃迁而使三重态的反饱和吸收增强,从而提高光限幅的能力。     

CdTe量子点-铜酞菁复合体系荧光共振能量转移的研究

以波长为780 nm、重复频率为76 MHz、脉宽为130 fs的飞秒激光作为激发光源, 采用超快时间分辨光谱技术研究了CdTe量子点-铜酞菁复合体系的荧光共振能量转移. 实验结果表明, 在780 nm的双光子激发条件下, 复合体系中CdTe量子点的荧光寿命随着铜酞菁溶液浓度的增加而减少, 荧光共振能量转移效率增加. 同时也研究了激发功率对荧光共振能量转移效率的影响. 结果表明, 随着激发光功率的增加, 复合体系溶液中CdTe量子点的荧光寿命增加, 荧光共振能量转移效率减小, 其物理机理是因为高激发功率下的热效应和由双光子诱导的高阶激发态的跃迁. 当激发光功率为200 mW时, 双光子荧光共振能量转移效率为43.8%. 研究表明CdTe量子点-铜酞菁复合体系是非常有潜力的第三代光敏剂.