CdTe微纳米线红外光波导及非线性光学应用研究
发布时间：2021-01-02 17:21
近年来,随着人们对微纳光子学系统的日益关注,对于微纳光波导及微纳光子学器件的研究也逐渐成为科学研究的热点之一。作为一种优良的光学波导,光学微纳米线因其低光学传输损耗、强光场约束、强倏逝场和色散可调等光学特性而得到了持续的关注与研究,并被广泛应用于微纳光子学器件的研究中。为了进一步提高微纳光子学器件的性能参数、丰富器件种类,以满足日益提高的应用需求（如,红外超快光谱研究、中红外光传感、超低功耗光通信等）,对具有优异光学特性（如,红外导波特性、非线性光学特性等）的微纳米线的研究具有较为重要的意义。本文中,我们对基于CdTe微纳米线的红外光波导及非线性光学应用进行了研究。得益于CdTe材料优异的光学特性,这些微纳米线在近中红外光波导和非线性微纳光子学器件方面展现出了良好的应用价值。本文主要内容如下:在第一章中,我们对光学微纳米线及其在红外波导与器件应用方面的研究现状进行了简单介绍,并列举了一些典型的研究成果。在第二章中,我们通过气相沉积法成功制备出具有不同晶体结构的CdTe微纳米线和纳米带,并对其在不同制备条件下的生长机理进行了系统分析。通过光学显微成像、扫描电镜成像、透射电镜成像、电子衍射...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．４Ｇｅｉｉ．ｓＡｓ２４Ｓｅ６４．５微纳波导
浙江大学博士学位论文?绪论??纳米，光学损耗在０．１？１?ｄＢ／ｃｍ量级的硫属坡璃微纳光纤［７３，７４］。图１．５展示了一根由物理??拉伸法制备得到的直径约为ｌＫｍ的Ａｓ２Ｓｅ３微纳光纤，由图可见该微纳光纤具有良好的表??面质量和均勻的尺寸结构。??—？￣￣Ｈ??—｜—＇—！??—｜??—??０．０?０．５?１．０?１．５?２．０?２．５??Ｄｉａｍｅｔｅｒ?ｏｆ?Ａｓ２Ｓｅ３?ｗｉｒｅ?（ｊｉｍ｝??图１．５?（ａ）不同直径Ａｓ２Ｓｅ３微纳光纤在１５５０?ｎｍ波长处的色散情况（ｂ）直径为０．９５?ｊｉｍ??的Ａｓ２Ｓｅ３微纳光纤的扫描电镜图像［７５１。??１．３．１．２半导体微纳米线??典型的红外半导体微纳米线材料种类丰富，包括：ＩＩ－ＶＩ族（如，ＺｎＳｅ、ＣｄＴｅ）、ＩＩＩ－??Ｖ族（如，ＧａＡｓ）和丨Ｖ族（如，Ｓｉ、Ｇｅ）半导体等。这些半导体材料展现出了良好的红??外透过特性（如图１．３所示）、较高的折射率（《＝２＿４），同时还具有良好的非线性光学特??性。此外，半导体材料的熔点较高（一般约为数百至上千摄氏度），具有良好的热稳定性。??这些特点使得半导体成为实现红外微纳光波导与器件应用的理想材料。相较于硫属破璃材??料，半导体因其独特的晶体结构和带隙特性在非线性光学（如，电光调制、二倍频产生等）??和光源等领域有着独特的应用优势［＆７６］。现对典型的半导体红外微纳米线介绍如下：??基于绝缘体上的娃（Ｓｉｌｉｃｏｎ?ｏｎ?ｉｎｓｕｌａｔｏｒ，?ＳＯＩ）光波导是微纳光学研究的重要方向。??单晶硅的红外透过范围可达约９ｐｍ
浙江大学博士学位论文?绪论??纳米，光学损耗在０．１？１?ｄＢ／ｃｍ量级的硫属坡璃微纳光纤［７３，７４］。图１．５展示了一根由物理??拉伸法制备得到的直径约为ｌＫｍ的Ａｓ２Ｓｅ３微纳光纤，由图可见该微纳光纤具有良好的表??面质量和均勻的尺寸结构。??—？￣￣Ｈ??—｜—＇—！??—｜??—??０．０?０．５?１．０?１．５?２．０?２．５??Ｄｉａｍｅｔｅｒ?ｏｆ?Ａｓ２Ｓｅ３?ｗｉｒｅ?（ｊｉｍ｝??图１．５?（ａ）不同直径Ａｓ２Ｓｅ３微纳光纤在１５５０?ｎｍ波长处的色散情况（ｂ）直径为０．９５?ｊｉｍ??的Ａｓ２Ｓｅ３微纳光纤的扫描电镜图像［７５１。??１．３．１．２半导体微纳米线??典型的红外半导体微纳米线材料种类丰富，包括：ＩＩ－ＶＩ族（如，ＺｎＳｅ、ＣｄＴｅ）、ＩＩＩ－??Ｖ族（如，ＧａＡｓ）和丨Ｖ族（如，Ｓｉ、Ｇｅ）半导体等。这些半导体材料展现出了良好的红??外透过特性（如图１．３所示）、较高的折射率（《＝２＿４），同时还具有良好的非线性光学特??性。此外，半导体材料的熔点较高（一般约为数百至上千摄氏度），具有良好的热稳定性。??这些特点使得半导体成为实现红外微纳光波导与器件应用的理想材料。相较于硫属破璃材??料，半导体因其独特的晶体结构和带隙特性在非线性光学（如，电光调制、二倍频产生等）??和光源等领域有着独特的应用优势［＆７６］。现对典型的半导体红外微纳米线介绍如下：??基于绝缘体上的娃（Ｓｉｌｉｃｏｎ?ｏｎ?ｉｎｓｕｌａｔｏｒ，?ＳＯＩ）光波导是微纳光学研究的重要方向。??单晶硅的红外透过范围可达约９ｐｍ
【参考文献】：
博士论文
[1]纳米线波导的非线性光学效应及应用研究[D]. 虞华康.浙江大学 2013
本文编号：2953329
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．４Ｇｅｉｉ．ｓＡｓ２４Ｓｅ６４．５微纳波导
浙江大学博士学位论文?绪论??纳米，光学损耗在０．１？１?ｄＢ／ｃｍ量级的硫属坡璃微纳光纤［７３，７４］。图１．５展示了一根由物理??拉伸法制备得到的直径约为ｌＫｍ的Ａｓ２Ｓｅ３微纳光纤，由图可见该微纳光纤具有良好的表??面质量和均勻的尺寸结构。??—？￣￣Ｈ??—｜—＇—！??—｜??—??０．０?０．５?１．０?１．５?２．０?２．５??Ｄｉａｍｅｔｅｒ?ｏｆ?Ａｓ２Ｓｅ３?ｗｉｒｅ?（ｊｉｍ｝??图１．５?（ａ）不同直径Ａｓ２Ｓｅ３微纳光纤在１５５０?ｎｍ波长处的色散情况（ｂ）直径为０．９５?ｊｉｍ??的Ａｓ２Ｓｅ３微纳光纤的扫描电镜图像［７５１。??１．３．１．２半导体微纳米线??典型的红外半导体微纳米线材料种类丰富，包括：ＩＩ－ＶＩ族（如，ＺｎＳｅ、ＣｄＴｅ）、ＩＩＩ－??Ｖ族（如，ＧａＡｓ）和丨Ｖ族（如，Ｓｉ、Ｇｅ）半导体等。这些半导体材料展现出了良好的红??外透过特性（如图１．３所示）、较高的折射率（《＝２＿４），同时还具有良好的非线性光学特??性。此外，半导体材料的熔点较高（一般约为数百至上千摄氏度），具有良好的热稳定性。??这些特点使得半导体成为实现红外微纳光波导与器件应用的理想材料。相较于硫属破璃材??料，半导体因其独特的晶体结构和带隙特性在非线性光学（如，电光调制、二倍频产生等）??和光源等领域有着独特的应用优势［＆７６］。现对典型的半导体红外微纳米线介绍如下：??基于绝缘体上的娃（Ｓｉｌｉｃｏｎ?ｏｎ?ｉｎｓｕｌａｔｏｒ，?ＳＯＩ）光波导是微纳光学研究的重要方向。??单晶硅的红外透过范围可达约９ｐｍ
浙江大学博士学位论文?绪论??纳米，光学损耗在０．１？１?ｄＢ／ｃｍ量级的硫属坡璃微纳光纤［７３，７４］。图１．５展示了一根由物理??拉伸法制备得到的直径约为ｌＫｍ的Ａｓ２Ｓｅ３微纳光纤，由图可见该微纳光纤具有良好的表??面质量和均勻的尺寸结构。??—？￣￣Ｈ??—｜—＇—！??—｜??—??０．０?０．５?１．０?１．５?２．０?２．５??Ｄｉａｍｅｔｅｒ?ｏｆ?Ａｓ２Ｓｅ３?ｗｉｒｅ?（ｊｉｍ｝??图１．５?（ａ）不同直径Ａｓ２Ｓｅ３微纳光纤在１５５０?ｎｍ波长处的色散情况（ｂ）直径为０．９５?ｊｉｍ??的Ａｓ２Ｓｅ３微纳光纤的扫描电镜图像［７５１。??１．３．１．２半导体微纳米线??典型的红外半导体微纳米线材料种类丰富，包括：ＩＩ－ＶＩ族（如，ＺｎＳｅ、ＣｄＴｅ）、ＩＩＩ－??Ｖ族（如，ＧａＡｓ）和丨Ｖ族（如，Ｓｉ、Ｇｅ）半导体等。这些半导体材料展现出了良好的红??外透过特性（如图１．３所示）、较高的折射率（《＝２＿４），同时还具有良好的非线性光学特??性。此外，半导体材料的熔点较高（一般约为数百至上千摄氏度），具有良好的热稳定性。??这些特点使得半导体成为实现红外微纳光波导与器件应用的理想材料。相较于硫属破璃材??料，半导体因其独特的晶体结构和带隙特性在非线性光学（如，电光调制、二倍频产生等）??和光源等领域有着独特的应用优势［＆７６］。现对典型的半导体红外微纳米线介绍如下：??基于绝缘体上的娃（Ｓｉｌｉｃｏｎ?ｏｎ?ｉｎｓｕｌａｔｏｒ，?ＳＯＩ）光波导是微纳光学研究的重要方向。??单晶硅的红外透过范围可达约９ｐｍ
【参考文献】：
博士论文
[1]纳米线波导的非线性光学效应及应用研究[D]. 虞华康.浙江大学 2013
本文编号：2953329
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