染料掺杂固体基质薄膜简并四波混频的实验研究

论文摘要

随着非线性光学的发展，光学相位共轭，因为其广阔的应用前景受到普遍关注。因为简并四波混频容易实现相位匹配，对介质的对称性没有严格的要求，在共振吸收的情况下信号增强，并且可以修正相位匹配，所以在各种非线性光学相位共轭过程中，尤以四波混频相位共轭最受重视。关于饱和吸收体的简并四波混频理论和实验都得到了较快的发展，有机染料固化在固体基质中通过简并四波混频产生相位共轭以其优越性更受到人们的注意。在液体中由于染料分子的运动，在分子光栅中观察到模糊效应，但是染料在固体基质中可以忽略这种效应。染料在可见光范围内有很强的吸收所以很适合非线性光学的研究。有机染料分子吸收光子后，在三重态下有着很长的寿命，饱和吸收强度很低，因此在低功率的激光，甚至在连续地功率激光的作用下即可产生简并四波混频的相位共轭波。因此，有机染料掺杂固体对非线性光学的研究和应用是一种非常有希望的材料，已经应用于图像处理，光学逻辑处理、高分辨率于涉计量以及作为震动分析的方法，将来可能应用于光学信息存储，可见光可调谐固体染料激光器。实验在低功率连续He-Ne激光条件下，研究了亚甲基蓝掺杂聚乙烯醇薄膜简并四波混频的基本特性。实验研究了相位共轭光随入射光束照射时间的变化关系，简并四波混频过程中各个参量对相位共轭光反射率的影响，以及透射光栅和反射光栅对相位共轭光的影响。实验得到了在亚甲基蓝掺杂聚乙烯醇薄膜中的最大的相位共轭率为0.27％。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 相位共轭技术研究进展
• 1.3 简并四波混频的研究进展
• 1.4 共振增强简并四波混频研究进展
• 1.5 本论文的主要工作
• 1.6 本章小结
• 第二章 简并四波混频的理论描述
• 2.1 引言
• 2.2 相位共轭波的特性
• 2.3 简并四波混频过程
• 2.3.1 四波混频概述
• 2.3.2 简并四波混频
• 2.4 耦合波方程及其解
• 2.4.1 耦合波方程
• 2.4.2 小信号理论求解
• 2.4.3 大信号理论求解
• 2.5 本章小结
• 第三章 共振型简并四波混频及在染料介质中应用
• 3.1 引言
• 3.2 共振型简并四波混频过程
• 3.3 共振型DFWM过程的特性
• 3.3.1 相位共轭反射率
• 3.3.2 影响相位共轭反射率的主要参量
• 3.4 染料介质中的共振简并四波混频
• 3.5 本章小结
• 第四章 实验系统平台的搭建及样品的制备
• 4.1 引言
• 4.2 实验系统与光路设计
• 4.2.1 实验系统
• 4.2.2 实验光路的调节
• 4.3 实验装置中微弱信号的测量
• 4.3.1 锁相放大器的组成及工作原理
• 4.3.2 锁相放大器的主要功能
• 4.3.3 锁相放大器的接口改造和人机界面程序设计
• 4.4 样品的制备
• 4.4.1 亚甲基蓝掺杂聚乙烯醇薄膜的制备
• 4.4.2 甲基绿薄膜的制备
• 4.5 本章小结
• 第五章 亚甲基蓝掺杂聚乙烯醇薄膜简并四波混频特性的实验研究
• 5.1 引言
• 5.2 相位共轭光随入射时间的变化关系
• 5.3 相位共轭反射率随夹角变化
• 5.4 位共轭反射率随前、后泵浦光的变化关系
• 5.5 相位共轭光和透射光栅、反射光栅的关系
• 5.6 实验问题分析
• 5.7 本章小结
• 结论
• 研究成果及发表的学术论文
• 致谢
• 参考文献