银纳米阵列的制备及其光学非线性研究

论文摘要

贵金属纳米颗粒材料由于其独特的表面等离子振荡效应与非线性光学特性，近些年来，在制备与性质方面得到了广泛地研究。本论文主要通过纳米球蚀刻法来制备高度有序的银周期纳米阵列，且利用紫外-可见光谱仪与Z扫描平台（飞秒激光）来研究其线性与非线性光学特性。论文的主要研究内容如下：（1）结合提拉法与脉冲激光沉积法，通过调节沉积气氛、沉积时间及退火处理来制备出不同系列的银纳米阵列（A，B与C系列）。（2）通过光谱仪研究了不同系列的样品，发现沉积气氛、沉积时间与退火处理会影响吸收峰的峰位、峰宽与峰强。特别地，退火不仅使吸收峰蓝移、变窄，而且会改善银纳米阵列的稳定性。（3）通过Z扫描研究了不同系列的样品，发现其非线性光学特性随光强变化的现象因制备条件而异。特别地，对于不同高度的银纳米阵列（B系列），较薄的样品可能发生非线性折射随光强转变的现象；对于经退火处理过的不同高度的银纳米阵列（C系列），较薄的样品中可能发生非线性吸收随光强转变的现象。（4）最后，还开展了关于金-银纳米阵列（D系列）的初步研究，实验结果表明，退火对金-银纳米阵列的光谱与非线性光学性质有很大的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究进展与意义
• 1.2 研究方法与内容
• 1.3 本章小结
• 2 非线性研究方法
• 2.1 Z 扫描的原理与光路
• 2.2 Z 扫描的数学分析与拟合
• 2.3 材料的非线性品质因子
• 2.4 本章小结
• 3 银纳米阵列的制备与表征
• 3.1 掩膜板的制备方法
• 3.2 脉冲激光沉积法镀膜原理
• 3.3 周期结构的表征与形貌特点
• 3.4 紫外-可见光谱仪的测试
• 3.5 本章小结
• 4 银纳米阵列的光学与非线性光学性质研究
• 4.1 沉积气压对银纳米阵列性质的影响
• 4.2 沉积时间对银纳米阵列性质的影响
• 4.3 退火与沉积时间对银纳米阵列性质的影响
• 4.4 退火对金-银纳米阵列性质的影响
• 4.5 本章小结
• 5 总结和展望
• 致谢
• 参考文献