过渡金属硫族化合物二阶非线性光学效应的调控及应用

二阶非线性光学效应源于电子势函数的非谐性,可实现激光的频率转换,被广泛应用于基础科学研究和现代激光技术。单层过渡金属硫族化合物具有极大的二阶非线性系数,作为基础单元实现高效的非线性光学响应潜力巨大。如何保持单层材料的极大非线性系数,扩展材料厚度及响应频段,提升非线性响应,是重要挑战。本文主要介绍了基于单层过渡金属硫族化合物的二阶非线性光学效应的调控,包括单层过渡金属硫族化合物的频率依赖及不同对称性相的多层堆叠等,并总结了过渡金属硫族化合物非线性光学效应的应用前景。

电场极化下GeS_2-Ga_2S_3-PbI_2硫卤玻璃的二阶非线性光学效应

采用Maker条纹测试方法,首次在电场-温度场极化GeS2-Ga2S3-PbI2准三元体系硫卤玻璃中观察到了明显的二次谐波发生(SHG).对于70GeS2·15Ga2S3·15PbI2组分玻璃,详细研究不同极化电压、极化温度和极化时间对二次谐波(SH)强度的影响,发现当极化温度高于190℃,电压高于4·0kV时,可以观察到SHG并且SH强度随极化电压与时间的升高而增大直至饱和.在6kV极化40min的条件下,SH强度随极化温度的升高先增大后减小.在6kV、250℃、40min的最佳极化条件下,70GeS2·15Ga2S3·15PbI2玻璃的二阶非线性极化率χ(2)达到最大值4pm·V-1.根据偶极子取向模型,讨论了二次谐波效应的机理是该硫卤玻璃中偶极子在高温条件下摆脱网络束缚沿外加电场方向取向调整,从而破坏了玻璃的宏观各向同性所致,并定性解释了极化条件对玻璃二阶光学非线性效应的影响.

(100-x)GeS_2-x[0.5Ga_2S_3-0.5CdS]玻璃的电致二阶非线性光学效应的结构依赖性

采用熔融-急冷法制备了(100-x)GeS2-x[0.5Ga2S3-0.5CdS]硫系玻璃,通过Maker条纹法研究了5kV、280℃、30min的极化条件下,SH强度、二阶非线性系数χ(2)大小的结构依赖性。结果表明,玻璃的SH强度和二阶非线性系数χ(2)与组成的变化关系曲线不呈线性变化,当x=30时,达最大值(χ(2)≈4.36pm/V),是因为随Ga2S3、CdS引入量的增加,玻璃的无规网络的连接程度先逐渐增强然后逐渐减弱,偶极子数量先逐渐减少然后逐渐增加,导致极化后玻璃中重新分布进行取向性调整的偶极子数量不同所致。

Li_2O-Nb_2O_5-B_2O_3-TiO_2透明微晶玻璃的二阶非线性光学效应

采用热诱导的方法,制备Li2O-Nb2O5-B2O3-TiO2微晶玻璃,XRD、透射光谱结果表明,获得了含Li12Nb13O33微晶的透明微晶玻璃。采用Maker条纹法研究了微晶玻璃的SHG,结果表明玻璃中的Li12Nb13O33微晶诱导了二阶非线性光学效应的产生。

新疆理化所在设计具有较强二阶非线性光学效应的晶体研究方面获进展

中国科学院新疆理化技术研究所特殊环境功能材料与器件重点实验室潘世烈研究团队一直致力于硼酸盐新型紫外、深紫外非线性光学晶体的研究。最近,该团队等研究人员成功获得一例硼酸盐新化合物CaZn(BO_(3))_(2)(CZBO),该化合物具有类SBBO结构,即[BO_(3)]基元在[ZnO_(4)]多面体的连接下形成[Zn_(2)(BO_(3))_(2)]双层结构。该晶体结晶于非中心对称的空间群(Aba2)。

电子束辐射下Ge-As-S硫系玻璃的二阶非线性光学效应

通过Maker条纹测试方法 ,在电子束辐射下的Ge As S硫系玻璃中 ,观察到明显的二阶非线性光学效应 ,并讨论了该效应的机理。通过Maker条纹图可以看出 ,二次谐波强度的大小主要与加速电压的大小有关 ,并在± (5 0°～ 6 0°)入射角时出现最大值。

Li_2O-BaO-TiO_2-TeO_2透明微晶玻璃的二阶非线性光学效应

采用热处理方法制备Li2O-BaO-TiO2-TeO2微晶玻璃,X射线衍射和透射光谱证实获得了含Li2TeO3微晶的透明微晶玻璃.采用Maker条纹法研究了微晶玻璃的二阶非线性光学效应,结果表明:玻璃中的Li2TeO3微晶诱导了二阶非线性光学效应的产生,且当基频光入射角为±60°左右时,二次谐波强度出现最大值;随热处理温度的升高和时间的延长,玻璃的二次谐波信号先逐渐增强后明显下降,这是玻璃中的微晶先逐渐长大,结晶程度变好,并择优取向生长,随后微晶明显长大,玻璃的透过率降低,散射明显增强所致.

GeS_2-Ga_2S_3-CdS透明表面微晶玻璃的二阶非线性光学效应

采用热诱导法制备了GeS2-Ga2S3-CdS硫系微晶玻璃，X射线衍射（XRD）、透射光谱、扫描电子显微镜（SEM）测试结果表明，获得了含CdGa2S4微晶的透明表面微晶玻璃。采用Maker条纹法研究了微晶玻璃的二次谐波（SHG）效应，结果表明玻璃中的CdGa2S4微晶诱导了二次谐波效应的产生。CdGa2S4微晶在玻璃表面择优生长时，破坏玻璃的各向同性，可获得两个包络的Maker条纹，且入射角在±（35°～50°）左右时，二次谐波的相对强度出现最大值，二阶非线性强度最大可为α-石英单晶的8倍；CdGa2S4微晶在玻璃表面无择优生长时，由于玻璃表面较大的CdGa2S4晶粒的散射作用，只能获得一个包络的Maker条纹，即入射角为0°时，二次谐波的相对强度出现最大值。

As_2S_3玻璃的二阶非线性光学效应研究

用传统的熔融冷却法制备了适用于光纤拉制的As2S3玻璃,研究了其透过率、热学属性、拉曼特性和二阶非线性光学性能及其稳定性。结果表明,对As2S3玻璃进行热-电场极化处理后,可以观察到明显的二次谐波发生信号,但是其稳定性较弱。拉曼分析表明样品在极化前后无明显结构变化。在5 kV、100℃对样品极化处理40 min后可获得最强的二阶非线性极化率值为0.38 pm/V。通过引入微量Na+后,可明显增强二次谐波发生信号的稳定性,这将有利于其在红外光电器件中的实际应用。

二阶非线性光学氧化物玻璃的研究进展

概述了玻璃非线性光学材料的类型;从极化方式上系统地介绍了二阶非线性氧化物玻璃的研究进展;讨论了产生二阶非线性的机理;最后对非线性氧化物玻璃的应用前景进行了评价和预测。

参考倍频法测量立方氮化硼晶体的二阶非线性光学极化率

立方氮化硼晶体是一种有着众多优异物理性质的光学材料,由于其晶体结构为闪锌矿结构,可产生二阶非线性光学效应。该文依据立方氮化硼晶体的外形特征,设计实验方案,采用参考倍频法测量了立方氮化硼的二阶非线性光学极化率,为立方氮化硼的二阶非线性光学效应的应用奠定了基础。

非线性光学效应与应用

O437 97010277Twyman-Green型电光双稳系统的非稳边界、混沌区窗口及输出振荡=Unstable boundaries,windows in chaotic domains and output oscillationin a Twyman-Green electro-opticalbistable system[刊,中]/郑植仁,张英,高锦岳(吉林大学物理系.吉林,长春(130023))

非线性光学效应与应用

O437 97053155非线性光学相位共轭及其在激光工程中的应用=Nonlinear optical phase conjugation and its applicationin laser engineering[刊,中]/杜祥琬(中国工程物理研究院.北京(100088))//物理.—1997,26(6).—323—327介绍了非线性光学相位共轭的原理和产生相位共轭波的几种基本途径,重点介绍了它在激光工程中的可能应用与进展,并指出有待研究解决的问题。图5参8(李瑞琴)

非线性光学效应与应用

O437∥TN918 98042405光学双稳系统混沌驱动保密通讯原理研究=Study ofmachanism of secure communication with driv-en chaos masking in optical bistable system[刊,中]/刘金刚,周立伟(北京理工大学工程光学系.北京(100081)),沈柯(长春光机学院理学分院.吉林。

非线性光学有机聚合物材料研究进展

非线性光学有机聚合物材料在光通信、高密度光存储、及全光信息处理等高技术领域中的应用前景已引起广泛关注。在简要介绍非线性光学效应的基础上,主要论述了有机聚合物非线性光学材料的研究发展及其应用。同时,根据实用化器件对材料的要求及目前存在的主要问题提出解决方案。

化学键观点在寻找新型非线性光学晶体材料中的应用

从晶体组成化学键的角度出发 。

KHgI_3·H_2O:一种潜在的宽波段红外非线性光学晶体材料

以HgI_2和KI为原料,通过溶液法合成了KHgI_3·H_2O。采用X射线单晶衍射、X射线粉末衍射、光谱测试、Kurtz-Perry粉末倍频技术、热重分析等方法对KHgI_3·H_2O的晶体结构、光学性质、热稳定性等进行研究。结果表明,KHgI_3·H_2O为正交晶系,空间群为Pna21(No.33),晶胞参数为a=0.866 08(17)nm、b=0.933 71(18)nm、c=1.1487(2)nm、α=β=γ=90°、Z=4;KHgI_3·H_2O的二阶非线性光学效应约为磷酸二氢钾(KDP)的6倍,且能实现相位匹配;KHgI_3·H_2O在中远红外波段具有较宽的透光范围,在空气中长时间放置不会潮解,是一种具有潜在应用价值的红外非线性光学材料。

12顶点[1-R-CB_(11)-Me_(11)]-碳硼烷氧化-还原过程二阶NLO效应的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)对12顶点[1-R-CB11-Me11]-碳硼烷的结构和二阶非线性光学(NLO)调节效应进行计算分析.结果表明,C位连接的取代基R供、吸电子能力的不同以及分子发生可逆氧化-还原反应对分子构型有一定影响.由自然键轨道(NBO)电荷和电子自旋密度分析可知,分子的氧化中心是碳硼笼,分子的氧化反应可导致碳硼笼部分给、受体特性发生改变.氧化态分子的第一超极化率总有效值(βtot)大于相应还原态分子,当C位取代基R为供电子基团(—NH2)的分子时,氧化态与还原态的βtot值变化最大.这类分子的氧化-还原反应可以有效调节二阶NLO光学效应.

硅材料外加直流电场诱导的线性电光效应

在直流电场作用下,硅单晶的反演对称性被破坏,从而诱导产生二阶非线性光学效应。主要研究了硅材料在外加直流电场作用下诱导产生的场致线性电光效应。以沿(111)面切割的近本征硅材料为样品,采用平行板电容器结构,通过横向电光调制实验,观测到在不同直流偏压下,电光信号随调制电压而线性增加,且直流偏压越大,电光信号增加的斜率越大。进一步的研究表明:硅材料场致线性电光信号的大小随直流偏压的增加而线性增加。这种场致线性电光效应可被用于制作新型的硅基高速电光调制器。

有机二阶非线性光学发色团的研究进展

近年来,科学家们通过引进杂环片段、采用双(或多)官能化以及运用分子间弱相互作用等方法,在二阶非线性光学发色团的性能优化方面取得了较大进展.结合本课题组的研究,对此领域的研究进行了较全面的综述,并特别针对"非线性-透光性"矛盾的解决途径进行了较为详细的介绍.