非线性光学 非线性光学概论

O4372006010268以衍射理论为基础考虑双光子吸收的Z-扫描理论=Z-scan theory based on diffraction theory with considerationof two-photon absorption[刊,中]/李霞(河南大学物理与信息电子学院.河南,开封(475001)),姚保利…∥光子学报.—2005,34(7).—1010-1014以菲涅尔-基尔霍夫衍射理论为基础,建立了非线性介质对高斯光束的衍射模型,对高斯光束通过非线性介质后的传输行为进行了详细的理论推导和数值计算,从一种新的角度解释了Z-扫描现象。理论推导出了考虑双光子吸收的闭孔和开孔Z-扫描曲线的统一公式,是计算非线性折射率和双光子吸…     

激发态分子内质子转移有机分子HBT的三阶非线性光学特性

以532nm皮秒脉冲作抽运光,采用单光束Z-扫描技术对具有激发态分子内质子转移效应的有机分子2-(2′-羟基苯基)苯并噻唑(HBT)在其双光子吸收区的非线性光学特性进行了研究.实验结果表明,对532nm波长的光,HBT分子存在明显的双光子吸收.通过拟合开孔Z-扫描实验数据,求解了HBT分子在其双光子吸收区的非线性吸收系数,并探讨了抽运光强度对介质双光子吸收效应的影响.采用高斯分解法,通过拟合闭孔Z-扫描除以开孔Z-扫描数据,理论推导并计算了在介质对抽运光存在非线性吸收的情况下HBT分子的非线性折射率,以及不同入射光强度时HBT分子的三阶非线性极化率实部和虚部的值.计算结果表明,理论分析与实验结果较好地符合,这些结果为进一步研究和开发此类材料的应用提供了理论与实验依据.     

光学测试 材料光学性能测试与设备

TB96 2006043578大非线性相移下光学非线性Z扫描特性的研究=Study onZ-scan characteristics for large optical nonlinear phase shift[刊,中]/陈树琪(南开大学物理科学学院光子学中心.天津(300071)) ,刘智波…∥物理学报.—2006 , 55(3) .—1211-1217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…     

基于ABCD矩阵的Z-扫描理论

基于光学系统对傍轴激光束的传输与变换技术—ABCD定理,以非线性相移为研究对象,采用表征高斯光束特征的q参量在光束无像散近似假设下,分析了Z-扫描测量方法的理论基础,得到了表达简单的解析理论公式.在非线性相移｜ΔΦ0｜<π rad时,所得模拟结果可以很好地与已知理论结果相吻合.对CS2和纳米碳管乙醇溶液的非线性测量及数据的拟合,证明了用此结论进行数据分析的简洁性和优越性.     

Z-扫描技术的灵敏度分析

单光束激光Z-扫描技术是利用光束的横向特性来研究材料的光学非线性的,其灵敏度的提高有助于测量微弱折射率变化。从入射光束、调制方式、光束检测等方面论述了Z-扫描技术的灵敏度。顶环光束入射相对于标准Z-扫描技术的高斯光束入射其灵敏度可提高2.5倍,但要求光源的输出能量达到一定值,仅适用于测定较小的非线性相移;在光路中插入调制元件后放大因子可达到780,但调节光路难以调节焦移效应。利用CCD作为探测器的TPDZ-扫描技术能够测量小于λ/15000的非线性相位畸变,CCD能够充分获得光束的横向信息,有望成为另一种测量光学非线性的常用方法。     

强非线性吸收下高斯光束Z-扫描衍射理论模型

在同时考虑非线性折射和非线性吸收的情况下,借助光的衍射理论,研究了Z-扫描技术的衍射理论模型,分析了非线性折射和非线性吸收同时存在时Z-扫描曲线的形状特征和变化规律。数值计算表明,非线性吸收相移和非线性折射相移的比值是影响接收小孔输出光功率的重要因素。要想得到好的光限幅效果,应选取非线性相移比值远小于1或远大于2的非线性材料。     

以衍射理论为基础考虑双光子吸收的Z-扫描理论

以菲涅尔-基尔霍夫衍射理论为基础,建立了非线性介质对高斯光束的衍射模型,对高斯光束通过非线性介质后的传输行为进行了详细的理论推导和数值计算,从一种新的角度解释了Z-扫描现象.理论推导出了考虑双光子吸收的闭孔和开孔Z-扫描曲线的统一公式,是计算非线性折射率和双光子吸收系数的一种新方法.数值模拟计算表明,对于考虑双光子吸收的闭孔Z-扫描曲线,其结果与经典的Z-扫描理论完全一致.而对于已给定的开孔Z-扫描曲线,用该理论计算出的双光子吸收系数是经典开孔Z-扫描理论计算值的1/3,其它结论与传统Z-扫描理论完全吻合.该理论的近似条件只要求薄样品和小非线性吸收,比传统理论具有更好的准确性.     

强非线性吸收下高斯光束Z-扫描衍射理论模型

 摘要：在同时考虑非线性折射和非线性吸收的情况下，借助光的衍射理论，研究了Z-扫描技术的衍射理论模型，分析了非线性折射和非线性吸收同时存在时Z-扫描曲线的形状特征和变化规律。数值计算表明，非线性吸收相移和非线性折射相移的比值是影响接收小孔输出光功率的重要因素。要想得到好的光限幅效果，应选取非线性相移比值远小于1或远大于2的非线性材料。     

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.     

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. 关键词： 大非线性相移 高斯分解法 Z扫描     

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.     

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。     

GaAs在光通讯波段的超快非线性光学研究（英文）

采用Z-扫描和泵浦-探测技术,在光通讯波段对砷化镓(Ga As)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Ga As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。     

光学测试 光学元件测试与设备

TB92 2006043575基于相移和非相干成像的反射镜面形测量方法=Shapemeasurement for reflector based on phase-shift and inco-herent i mging[刊,中]/刘元坤(四川大学光电科学技术系.四川,成都(610064)) ,苏显渝…∥光电子·激光.—2006 ,17(4) .—458-463提出一种新的反射镜面形测量方法。这种方法采用非相干成像和相移技术,CCD摄像机经待测反射镜和相同位置处参考平面镜分别对由计算机产生的正弦光栅进行成像,通过相移技术得到各自的相位分布,从而计算出正弦光栅的相位变化。推导了相位变化与待测反射镜面形梯度的对应关系,提出分别对…     

非线性相移对Z-scan曲线对称性的影响

 基于由光束传输的ABCD矩阵得出的Z-scan透过率的解析结果,分析了Z-scan实验曲线随非线性相移的变化规律。发现随着相移的增加,折射非线性相移比吸收非线性相移对Z-scan曲线对称性的影响更大。对于具有强饱和吸收和弱自聚焦特性的非线性介质,其Z-scan曲线随非线性折射相移的变小将失去典型的类色散特点。对于1μm厚的ZnCdSe-ZnSe多量子阱,扫描光源采用532 nm的基模高斯光束,采用透过率表达式来拟合所得的实验数据,在吸收非线性相移为0.9与耦合因子为-10条件下,推算出三阶非线性吸收系数为2×10^-3 cm/W,三阶非线性折射系数为 8.0×10^-8 cm²/W,这与J.Ma等人的结果吻合。最后对曲线特征参数随非线性相移变化进行了数值计算,得到的曲线所对应的非线性相移与曲线谷位置的乘积近似为一常量,值为0.166。     

p-HPcCo和p-HPcZn的非线性光学性质研究

采用皮秒Z-扫描技术研究了两种不同中心金属取代的酞菁配合物2,9,16,23-四-(对羧基苯氧基)酞菁钴(p-HPcCo)和2,9,16,23-四-(对羧基苯氧基)酞菁锌(p-HPcZn)的非线性光学性质,并从离域电子共轭结构理论和共振、非共振增强理论进行了分析.结果表明:吸电子能力强的金属离子Zn2+ 取代的p-HPcZn的吸收带相对于Co2+ 取代的p-HPcCo略有红移|两种样品均具有正的三阶非线性极化率,共振增强使得p-HPcZn和p-HPcCo的三阶非线性极化率在532 nm条件下比1 064 nm条件下增强了近两个量级,中心金属离子强的吸电子能力使得p-HPcZn的三阶非线性极化率大于p-HPcCo,并在532 nm激发时,χ(3) 具有最大值1.76×10-10 esu.     

Si／SiNx超晶格材料的非线性光学特性

采用射频磁控反应溅射技术与热退火处理制备了Si/SiNx超晶格材料。利用吸收光谱和X射线衍射对材料进行表征。通过皮秒脉冲激光单光束Z-扫描技术研究了该材料在非共振吸收区的三阶非线性光学特性,实验结果表明,样品的非线性折射率为负值,非线性吸收属于双光子吸收。由实验数据得到材料的三阶非线性极化率实部和虚部分别为1.27×10-7,1.51×10-8esu,该值比体硅材料的三阶非线性极化率值大5个数量级。对材料光学非线性产生的机理进行了探讨,认为材料的非线性极化率的增加来源于材料量子限制效应的增强。     

相位物体Z-扫描研究金属簇合物[Tp*W(μ3-S)3Cu3Py3(μ3-Br)](PF6)/DMF溶液的瞬态热致非线性折射

在纳秒时域,采用相位物体(PO)Z-扫描技术研究了一种新型金属簇合物溶液的瞬态热致非线性效应.该方法的最大优点是很容易区分瞬态热致非线性折射和三阶非线性折射.本文利用PO Z-扫描和传统Z-扫描研究了在8 ns脉宽、不同能量激光脉冲作用下[Tp*W(μ3-S)3Cu3Py3(μ3-Br)](PF6)/DMF溶液的光学非线性.从声波方程和热传导方程出发,对实验结果进行了理论分析和数值模拟,理论值和实验结果很好的吻合.研究结果表明,样品溶液的非线性折射主要来源于瞬态热致非线性效应.     

“绿色”液体激光介质的非线性光学特性研究

 利用氧化钕和盐酸为原料制得Nd(phen)2Cl3(三氯二邻菲罗啉合钕),测得其光谱特性并以稀土氧化钕、苯甲酸和邻菲罗啉为原料制得绿色液体激光介质钕离子的配合物——NdB3phen（三苯甲酸—邻菲罗啉合钕）.利用飞秒激光器,采用单光束Z-扫描法研究了NdB3phen的三阶非线性光学特性.结果表明:当入射飞秒激光脉冲波长为400 nm,峰值功率密度为2.94×1014 W/m2,脉宽为117 fs时,测得样品NdB3phen的非线性折射率为－2.84×10－18 cm2/W|NdB3phen在开孔条件下呈现反饱和吸收现象,测出双光子吸收系数的值为9.11×10－12 m/W.实验结果表明,NdB3phen的双光子吸收系数和非线性折射率随着光强的增强而增大.     

非线性光学 非线性光学概论

O437 2006032116有偏压中心对称光折变晶体中的屏蔽孤子=Screeningsolitons in biased centrosymmetric photorefractive media[刊,中]/李金萍(中科院西安光机所瞬态光学技术国家重点实验室.陕西,西安(710068)) ,卢克清…∥光子学报.—2006 ,35(2) .—257-260给出了中心对称光折变晶体中屏蔽孤子的高阶空间电荷场。研究了中心对称光折变晶体中屏蔽孤子的高阶非线性波动方程。在适当的条件下,这个非线性波动方程能够展示明暗空间光孤子。应用光束传播的方法,对这些孤子的稳定性进行了讨论。结果表明在小的微扰下这类孤子是稳定的,不会发生分…