Ge掺杂GaN晶体双光子诱导超快载流子动力学的飞秒瞬态吸收光谱研究

本文利用飞秒瞬态吸收光谱技术,在近红外波段对Ge掺杂GaN(GaN:Ge)晶体进行了超快载流子动力学研究.在双光子激发下,瞬态吸收动力学呈现出双指数衰减,其中慢过程寿命随着泵浦光强增加而增加.瞬态吸收响应随着探测波长而单调增强,并在约1050nm处由空穴吸收占据主导.利用简化模型模拟载流子动力学发现,GaN:Ge中碳杂质形成的深受主能级对空穴有很强的俘获能力,并且引起了缺陷发光.在较适中的载流子注入下,n型GaN中的载流子寿命可以通过控制缺陷浓度和载流子浓度来共同调控,使其可应用于发光二极管和光通信等不同的领域.     

Theory of Z-scan technique using Gaussian-Bessel beams with a phase object

This paper reports the theoretical study of combining Z-scan technique with Gauss-Bessel (GB) beams beside a phase object (PO) to measure the third-order nonlinear susceptibility components.By using this method,the sign of refractive index which depends on the shape of the close aperture Z-scan curve can be easily determined.Meanwhile,the magnitude of nonlinear coefficients can also be deduced by theoretical fit.The proposed method is advantageous for high sensitivity and imposes a lower stress in the cases of fragile materials,since small pulse energy is enough for the measurement of nonlinear coefficients.Predictions of the models are compared with Gaussian Z-scan measurement and GB Z-scan measurement.By using GB beams with a PO,the sensitivity of Z-scan measurements is found to be a factor of over 60 times greater than for Gaussian beams and 2 times greater than for Gaussian-Bessel beams.     

N粒子W纠缠态的隐形传输

提出使用纠缠交换的方法,采用N对二粒子非最大纠缠态作为量子通道来传输N粒子W纠缠态的方案。传输过程中,发送者对自己所拥有的粒子进行Bell基测量,并将测量结果通过经典通道通知接收者,接收者根据所获取的信息对她的粒子实行相应的幺正变换以恢复最初待传输的粒子态,从而,成功实现该隐形传输。文章还以三粒子的传输为例作了详细介绍。     

高灵敏度表面光学非线性测量法

提出了一种测量非透明材料表面光学非线性的新方法：挡板反射4F测量法。该方法在反射4F相位相干成像系统的基础上,在4F系统的像平面放置一个与系统入射面光阑相匹配的不透明挡板,通过测量不同情况下的反射率,实现对材料光学非线性的测量。详细介绍了该方法的基本原理,并通过数值模拟计算了入射角对测量灵敏度的影响。该方法具有单脉冲测量,可同时得到材料的非线性吸收与折射系数等特点。结果表明,在相同条件下挡板反射4F测量法的灵敏度比反射Z扫描方法高2个数量级。     

高灵敏度表面光学非线性测量法

提出了一种测量非透明材料表面光学非线性的新方法:挡板反射4F测量法。该方法在反射4F相位相干成像系统的基础上,在4F系统的像平面放置一个与系统入射面光阑相匹配的不透明挡板,通过测量不同情况下的反射率,实现对材料光学非线性的测量。详细介绍了该方法的基本原理,并通过数值模拟计算了入射角对测量灵敏度的影响。该方法具有单脉冲测量,可同时得到材料的非线性吸收与折射系数等特点。结果表明,在相同条件下挡板反射4F测量法的灵敏度比反射Z扫描方法高2个数量级。     

不同激光脉冲宽度下甲苯的光学非线性特性的研究

在不同激光脉冲激发下,用Z 扫描法测量了甲苯的三阶光学非线性,发现其非线性折射率随着脉冲宽度增加而增大（从150 fs时的3.7×10－16 cm2/W到4 ns时的2.6×10－14 cm2/W）.在波长532 nm、光强4.73×1014 W/m2 和21 ps的脉冲作用下,甲苯溶液呈现反饱和吸收现象.结果表明,该吸收效应主要来自于导致该分子中苯环结构π－π电子跃迁的双光子吸收的贡献.     

Modulation and mechanism of ultrafast transient spectroscopy based on dimethylamino-carbaldehyde derivatives

Two dimethylamino-carbaldehyde derivatives with different π-bridge lengths were prepared, and their transient optical properties and photophysical mechanisms were investigated by transient absorption spectroscopy and Z-scan measurements. Owing to the difference in molecular structures, the two compounds exhibit different populations of locally excited states and, therefore, they also produce different transient absorption spectra. After photoexcitation, both molecular materials exhibit a wide excited state absorption band from 450 nm to 1000 nm. Meanwhile, the excited state lifetimes are dramatically different, 2 ns and 100 ps, for the two molecules. A figure of merit greater than 2 at the wavelength of1000 nm is obtained. The results show that modulating the population of the locally excited states in this type of molecule can be a promising approach for obtaining optical switching and solar cell materials.     

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.     

利用衍射法自动测量金属的弹性模量

采用夫琅禾费衍射原理,发展了一种利用衍射法自动测量金属丝弹性模量的新方法。利用CCD同时获得单缝衍射和单丝衍射图像,编写图像处理程序,对两类衍射条纹进行采集与自动化处理,得到衍射条纹的中央明条纹宽度,分别测量金属丝的微小伸长量和金属丝的直径,从而精确地获得金属丝的弹性模量。衍射法在微小尺度测量上具有较高精度,可用于精确测量金属丝的弹性模量,将光学测量应用于力学量测量,对于培养大学生综合实验技能具有重要作用。     

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。