控制光波行为的复合功能材料和器件研究

论文题目: 控制光波行为的复合功能材料和器件研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 光学

作者: 周鹏

导师: 陈良尧

关键词: 复合功能材料,光学性质,光学方法,有效介质模型,光子器件

文献来源: 复旦大学

发表年度: 2005

论文摘要: 先进的光子学材料和器件是推动光学的原动力。在这个微电子学和光电子学向光子学前进的信息时代,功能性材料因为其在物理学、化学、生物学、电子学等等各种学科的巨大应用潜力和新奇现象将在人类的发展和生活中起着决定性作用。除此之外,纳米尺度复合功能材料的光学特性也因日益增长的通讯需求而得到科学家们越来越多的关注。因此研究光子与纳米颗粒物质相互作用的各种复杂现象,并且有效的利用材料的各种光学特性是尤为迫切的。本论文在这一领域做了有益的探索,取得了有意义的结果。主要有: 一、光子学应用新材料（1）提出了共溅射制备Ag:Bi2O3纳米复合薄膜,利用卢瑟福背散射方法研究了薄膜成分,并分别利用透射电镜和X射线衍射的方法研究了薄膜结构与成分以及颗粒尺寸的关系,实验结果证明了利用溅射法制备金属纳米颗粒嵌入介电材料的复合薄膜是可行的;在国际上首次研究了Ag:Bi2O3纳米复合薄膜线性光学性质和三阶非线性折射率以及该材料的超快响应特性,并且利用退火等后处理手段研究了纳米材料的尺寸效应和非线性增强效应对于材料光学特性的影响;在样品吸收谱测量中,我们发现了等离子共振吸收峰位置与金属颗粒成分以及金属颗粒尺寸分布和形状的红移关系,并且利用Mie散射理论和有效介质理论进行了成功的拟合,给出了恰当的解释并得到了初步结论。在样品的三阶非线性增强效应研究中,我们揭示了三阶非线性系数随金属纳米颗粒成分和退火温度变化而存在一个极大值的相关物理现象。从样品的归一化OKE响应谱中,我们发现了一

论文目录:

致谢

中文摘要

英文摘要

第一章绪论

1-1 信息时代中的纳米复合材料和器件

1-2 论文工作的目的和意义

参考文献

第二章实验系统与方法

2-1 Leybold SP600样品制备系统的建立

2-2 RAP型椭圆偏振光谱系统

2-3 光克尔效应系统

2-4 X射线多晶衍射系统

2-5 透射电子显微镜

参考文献

第三章有效介质模型(EMT)理论研究与光学Kerr效应的理论描述

3-1 复合材料光学性质的理论模型

3.1.1 Maxwell-Garnet有效介质模型

3.1.2 Brugmann有效介质模型

3.1.3 对于有效介质模型的修正

3-2 光学Kerr效应的理论描述

3.2.1 光学Kerr效应

3.2.2 三阶非线性光学极化率的物理起源

3-3 本章小结

参考文献

第四章复合光子材料Ag：Bi_2O_3的结构与光学性质研究

4-1 概述

4-2 Ag：Bi_2O_3复合薄膜的制备和表征

4-3 Ag：Bi_2O_3复合薄膜的吸收光谱

4-4 Ag：Bi_2O_3复合薄膜的光学性质

4-5 Ag：Bi_2O_3复合薄膜的三阶光学非线性与超快响应

4-6 本章小结

参考文献

第五章退火后复合光子材料Ag：Bi_2O_3的结构与光学性质研究

5-1 概述

5-2 Ag：Bi_2O_3复合薄膜的退火处理和结构

5-3 Ag：Bi_2O_3复合薄膜的退火吸收光谱

5-4 Ag：Bi_2O_3复合薄膜的退火光学性质

5-5 Ag：Bi_2O_3复合薄膜的退火三阶光学非线性与超快响应

5-6 本章小结

参考文献

第六章光通信与光电子应用中的器件与新方法研究

6-1 新型近红外偏振器

参考文献

6-2 光无源器件：光隔离器

参考文献

6-3 基于光子晶体的全方向反射镜理论研究

参考文献

6-4 红外波段金属复合材料成分测量新方法

参考文献

第七章论文总结

附录

1：发表论文统计

2：光谱与光子器件实验室仪器操作介绍

论文独创性声明

论文使用授权声明

发布时间: 2005-09-19

参考文献

[1].凹凸棒石基复合功能材料的应用基础研究[D]. 霍成立.中南大学2014
[2].聚合物辅助沉积法生长金属硫族化合物薄膜及其应用研究[D]. 易庆华.苏州大学2017

控制光波行为的复合功能材料和器件研究

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