基于Au-SiO_(2)-Au结构的三峰近红外吸收器

设计了一种具有六边形图案的超构红外吸收器,利用时域有限差分(FDTD)方法研究了该吸收器的吸收特性。研究表明,该结构在红外波段有3个吸收峰,吸收峰的峰位可通过改变结构参数进行调控。增加石墨烯层后,该吸收器的共振吸收峰可通过改变石墨烯的费米能级调节。此吸收器在光电探测、光通信、光滤波等领域具有潜在应用。

金膜表面光栅制备中飞秒激光参数的影响

为了研究飞秒激光参数对制备金膜表面光栅的影响,设计搭建了飞秒激光干涉微加工实验装置,经衍射光栅得到的两束相干光在金膜表面诱导出微光栅。借助原子力显微镜研究在不同的脉冲能量密度、脉冲个数、波长等条件下制备的光栅形貌,测得光栅的周期和线宽。研究发现,飞秒激光参数对光栅形貌的影响显著,制备光栅的最佳波长为800 nm,脉冲能量密度为0.7945~1.3356 J·cm^(-2),得到的光栅最小周期为6.54μm。理论分析了激光参数与所制备的光栅的特征参数之间的数量关系,讨论了这种关系形成的内在物理机制。

咔唑保护的金纳米粒子的光限幅性质研究(英文)

利用波长为532 nm,脉宽为8 ns的激光研究了咔唑保护的金纳米粒子在二甲苯中的光限幅特性。研究表明,这种金纳米粒子具有很强的光限幅效应。利用基于米氏散射理论的模型分析了光限幅效应,实验及分析表明,强的光限幅效应是由非线性散射引起的。

正弦调制多光束激光外差测量压电材料电致伸缩系数

电致伸缩系数反映了压电材料本身的固有属性,是衡量电致伸缩特性的重要参数之一。基于逆压电效应,准确测量微小长度变化量可实现电致伸缩系数的高精度测量。现有光学测量方法基于直接检测光强分布获取微小长度变化量,但受光源功率稳定性和环境扰动制约,测量精度不高。为此,本文采用多光束激光外差技术融合多普勒振镜正弦调制技术,加载微小长度变化量于外差信号频率中,研究测量微小长度变化量的外差信号理论模型及外差信号频率与电致伸缩系数间数学模型,实现外差信号频率检测取代直接强度检测,消除光源稳定性与环境扰动影响,并且采用频率解调可以同时获取多个微小长度变化量,对这些微小长度变化量加权平均,最终可以进一步提高电致伸缩系数的测量精度。以此为依据,通过理论仿真研究待测样品的电致伸缩系数,结果表明:该方法的相对测量误差仅为0.28%。与现有技术相比,测量精度提高了一个数量级。

新型金属团簇(Et_4N)_3WOS_3Cu_3I_4的纳秒光限幅特性

金属团簇是一类新型的光限幅材料。应用波长532nm,脉冲宽度8ns,重复频率1Hz的激光脉冲,研究金属团簇(Et4N)3WOS3Cu3I4在N.N-二甲基甲酰胺(DMF)中的光限幅性能。实验结果表明,该金属团簇DMF溶液对纳秒激光脉冲具有很强的光限幅特性,光限幅主要来源于激发态反饱和吸收。利用非线性吸收的唯象理论对实验结果进行了分析。

CdS_(0.2)Se_(0.8)纳米晶掺杂玻璃的超快非线性吸收特性

利用飞秒脉冲通过Z扫描技术和泵浦-探测技术研究了CdS_(0.2)Se_(0.8)纳米晶掺杂的硼酸盐玻璃滤波片RG665的非线性吸收特性。研究结果表明在800 nm波长130 fs脉冲激光作用下,RG665滤波片表现较强的非线性吸收特性。通过理论分析拟合实验结果证明RG665滤波片在800 nm下的非线性吸收包含双光子吸收及双光子吸收诱导的激发态吸收两部分,得到双光子吸收系数为0.05 cm/GW,激发态吸收截面为σ_e=3×10^(-23)m^2,以及导带中低能态电子和导带底电子的寿命分别为13 ps和210 ps。研究结果表明CdS_(0.2)Se_(0.8)纳米晶体掺杂的玻璃是一种很好的非线性光学材料。

大学物理线上线下混合教学模式研究

突如其来的新冠肺炎疫情使得“互联网+”对大学物理教学产生极大的影响,文章基于传统教学构建了大学物理线上线下混合教学模式,将线下教学资源与线上教学资源相结合、线下课堂面授与学生线上学习相结合、线下课堂同步互动和线上异步互动相结合,在传统线下考核基础上加入多样化、过程化的线上考核。大学物理线上线下混合式教学能够将整个学习周期贯穿起来,线上课前预习,线下课堂听教师讲解自己没有搞懂的知识点,形成一个完整的闭合学习流程。

富勒烯金属纳米合成物光学非线性吸收比较

富勒烯是一种结构高度对称、物理性质非常稳定的碳团簇 ,但由于它在普通的溶剂中的溶解性较差 ,限制了它在光限幅方面的应用 为了克服这一缺点 ,人们合成了多种富勒烯衍生物 与此同时 ,纳米结构体系材料在光限幅方面所呈现出的良好性能也引起了人们的关注 为了进一步提高光限幅特性 ,人们在富勒烯衍生物的基础上又合成了基于富勒烯纳米结构体系材料 研究了几种基于富勒烯金属纳米合成物的光学非线性吸收特性 应用Z扫描技术 ,在 5 32nm波长 ,8ns脉宽激光下 ,首次测量了几种富勒烯金纳米合成物的非线性吸收特性 .实验结果表明 ,不同取代基影响非线性吸收 .

新型含非线性生色团的聚炔共聚物的制备和光限幅(英文)

制备了一个新型可溶的含非线性生色团的聚炔共聚物,在8ns脉宽532nm下研究了不同浓度溶液的光限幅性能。采用Z-扫描技术测试了聚合物的激发态吸收,基于非线性理论对光限幅机理进行了讨论。结果表明聚合物的激发态吸收截面大于其基态吸收截面,其光限幅性能主要来源于分子的反饱和吸收(RSA)。

新型富勒烯衍生物光限幅特性研究

研究了新型富勒烯衍生物对波长 5 32nm的 8ns激光脉冲的光限幅性质 ,应用开孔Z扫描技术研究表明该衍生物的光限幅机制主要为激发态吸收 .

中心金属原子对萘酞菁化合物激发态的光学非线性增强效应(英文)

应用Z-扫描技术对比研究了萘酞菁铅和萘酞菁钯化合物在波长为532 nm纳秒激光脉冲作用下的三阶非线光学特性。实验结果表明,两种萘酞菁化合物均显现出较强的非线性吸收特性(反饱和吸收)和非线性折射特性(自聚焦)。理论拟合得出萘酞菁铅和萘酞菁钯的非线性吸收系数β分别为6.54×10-10m/W和3.90×10-10 m/W;非线性折射系数率n2分别为1.68×10-10 esu和8.04×10-11 esu;二阶分子超极化率系数γ分别为3.44×10-28 esu和2.57×10-28 esu,CS2二阶分子超极化率系数为4.32×10-33esu;两种萘酞菁化合物的二阶分子超极化率强于CS2近5个数量级。实验结果表明,萘酞菁铅化合物具有较强的非线性吸收和非线性折射特性,且大于萘酞菁钯化合物的光学非线性特性是由于萘酞菁铅化合物的重原子效应提高了其光学非线性特性。

两种金属团簇材料的非线性吸收的研究

应用波长532 nm,脉冲宽度8 ns的激光研究了两种金属团簇的非线性吸收性能。实验结果表明,金属团簇[n-Bu4N]3[MoS4Ag3Cl4]的非线性吸收强于团簇(Et4N)3WOS3Cu3I4。

一种自组装薄膜的纳秒非线性折射特性研究

应用Z扫描技术研究了一种富勒烯衍生物盐的自组装薄膜的纳秒非线性折射特性。测得样品在波长532nm处的非线性折射率为n2=-2.22×10-6esu。初步分析表明,大的非线性折射可能起源于薄膜分子的致密有序排列和纳米层状结构。

基于石墨烯纳米带的中红外等离激元调控

石墨烯在中红外和太赫兹波段可以产生表面等离激元,并且通过合理设计还可以对其表面等离激元进行调控。基于此,本文设计了一种共振可调结构。通过在电介质基底上沉积不同宽度的单层石墨烯条带,引入纳米尺度上的不连续性,从而有效控制石墨烯与光的相互作用。使用时域有限差分法对该结构的光谱和电磁场分布进行了理论研究。结果表明:当所设计的结构与入射光耦合时,会出现多个共振增强的吸收峰;改变每个周期内石墨烯条带的数目、带宽和带间距,可以控制共振峰的个数、位置和强度;另外,施加不同的偏置电压可以改变石墨烯带的费米能级,从而实现共振峰位置和强度的动态调控;该结构可以在较宽光谱范围内调控石墨烯等离激元。本文研究为设计中红外波段基于石墨烯的传感、滤波、吸收等器件提供了理论基础。

金属团簇化合物W_2Ag_4S_8(dppf)_2激发态非线性光学性质

用Z扫描方法测量了金属团簇化合物W2Ag4S8(dppf)2的非线性光学响应,发现团簇W2Ag4S8(dppf)2具有显著的反饱和吸收和自聚焦等非线性光学性质.应用激发态理论分析了团簇W2Ag4S8(dppf)2的非线性吸收和非线性折射,结果与实验数据一致.通过数值模拟获得激发态和基态吸收截面比值Ka及非线性折射度比值Kr,阐述了Ka和Kr的物理意义.确定了团簇W2Ag4S8(dppf)2的三阶极化率X(3).团簇化合物W2Ag4S8(dppf)2对脉宽为纳秒的激发脉冲限幅效果比较好.

基于富勒烯纳米结构材料光限幅特性研究

应用倍频Nd:YAG脉冲激光，在波长为532nm，脉宽8ns，重复频率10Hz的条件下，研究了新型基于富勒烯纳米结构材料(C_60-bpy-Au)的光限幅特性。实验结果表明，其限幅特性较C60有所提高，初步分析了光限幅和溶剂效应.

表面等离子体传感器中金膜厚度的优化

依据表面等离子体(SPR)传感器反射系数公式,利用MATLAB软件研究了反射率与入射光波长、入射角、金膜厚度之间的关系。重点研究了表面等离子体共振传感器中金膜厚度对SPR信号强度的影响。通过研究,获得了不同波长时,SPR传感器中金膜厚度的最佳值。

带有矩形孔阵列的Au-介质-Au多层膜的透射特性

周期性亚波长孔阵列的异常透射性质在亚波长光电器件设计中具有重要意义。两层或更多膜层上周期孔阵列结构,由于层之间电磁场的相互作用可以导致新的光学性质。利用时域有限差分方法理论研究了带有矩形孔阵列的Au-介质-Au多层膜的透射特性。结果表明:该结构在近红外波段的透射谱存在多个透射峰,并且透射峰的数量、位置和强度可以通过改变结构的几何参数和介质膜的材料进行调控。详细分析了介质膜的厚度和折射率、孔阵列的周期、矩形孔的边长等因素对多层膜矩形孔阵列透射谱的影响,为利用多个表面等离子共振设计多波长控制器件提供了一定的参考。

同轴纳米柱对亚波长金属牛眼结构EOT的调控

牛眼结构是一种典型的纳米光学结构。本文设计了一种带有同轴纳米柱的牛眼结构,利用时域有限差分法(FDTD)研究了该结构的增强透射效应。研究发现,柱的半径和高度对透射特性具有显著的影响,恰当选择柱的半径和高度会得到最大的透射强度。另外,牛眼结构对环境折射率有较高的灵敏度。理论分析表明,该种结构的透射增强效应是由局域表面等离激元与表面极化等离激元相互作用产生。这为纳米光学元件的研发与应用提供一个新的思路。

基于二氧化钒的双开口谐振环太赫兹透射调控

基于二氧化钒(VO2)的温致金属-绝缘体相变特性,利用双开口谐振环,设计了透射频率可调的太赫兹器件。利用时域有限差分法(FDTD)理论研究了该结构的透射特性。结果表明,当外界温度从25℃升高至85℃,超过二氧化钒的相变温度(68℃)时,在0.63 THz和1.91 THz处的透射率由6.3%和0.5%增加至66.6%和45.2%,调制深度分别达到82.7%和97.8%,表现出良好的可调特性。具体分析了谐振吸收的机理以及温度调控的过程。