半导体氧化物ZnO和CdO纳米材料的光学非线性研究

论文摘要

本论文概述了非线性光学、激光防护及光限幅的发展,系统总结了近年来国内外关于半导体纳米材料的光学非线性特性的研究成果、研究方法及相应的理论分析方法。并详细介绍了单光束激光Z扫描技术。利用单光束激光Z扫描技术在波长532 nm处研究了粒子形状对三阶光学非线性特性的影响,对比了ZnO纳米棒和ZnO纳米粒子在水中悬浮液的实验。实验结果显示ZnO纳米棒的三阶非线性光学特性强于ZnO纳米粒子的三阶非线性光学特性,并显示三阶非线性光学与粒子形状有很大关联,用有效介质理论进行了解释。研究了CdO纳米线在水和乙醇悬浮液中的光限幅特性,发现在波长为532 nm的激光脉冲作用下,CdO纳米线乙醇悬浮液的光限幅特性强于CdO纳米线水悬浮液,认为其主要机制是非线性散射。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 非线性光学的发展
• 1.1.2 激光防护研究概述
• 1.1.3 光限幅研究综述
• 1.2 半导体纳米材料的光学非线性研究概述
• 1.3 本论文研究的目的和意义
• 1.4 本论文主要研究的内容
• 1.5 本章小结
• 第2章 Z扫描原理与实验装置
• 2.1 引言
• 2.2 Z扫描方法的基本原理与实验装置
• 2.3 材料非线性折射的Z扫描理论
• 2.4 材料非线性吸收的Z扫描理论
• 2.5 本章小结
• 第3章 半导体纳米材料光学非线性的理论分析
• 3.1 引言
• 3.2 有效介质理论
• 3.2.1 Bruggeman理论
• 3.2.2 Maxwell-Garnett理论
• 3.2.3 三阶非线性极化率的仿真图
• 3.3 光限幅机理
• 3.4 溶剂效应
• 3.5 本章小结
• 第4章 ZnO和CdO纳米材料的实验研究
• 4.1 引言
• 4.2 ZnO纳米材料的三阶非线性光学特性的实验研究
• 4.2.1 ZnO纳米材料的实验样品
• 4.2.2 ZnO纳米材料的非线性吸收和非线性折射实验研究
• 4.2.3 Z扫描实验数据结果及结论
• 4.3 CdO纳米材料的光限幅特性的实验研究
• 4.3.1 CdO纳米材料的实验样品
• 4.3.2 CdO纳米材料的光限幅实验
• 4.3.3 实验数据结果及结论
• 4.4 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献