非线性光学晶体性能测试的方法研究

发布时间：2019-08-15 19:09

【摘要】：非线性光学材料在激光、光电子、光通信等产业中占有非常重要的地位,并且在调制开关、远程通信及信息处理等领域也一直是加速发展的趋势。随着非线性光学晶体性能的改进以及新晶体的开发,对这些晶体的光学性能的测试一直是非常重要和基础的,且对于非线性光学晶体性能测试的方法也是在不断更新和完善。本文主要对下面的几种测量方法进行了研究:1.总结了传统单光束Z扫描技术的理论及测量原理,分析传统单光束Z扫描技术测量装置的优缺点。发现若样品位置能够固定不动,那么就可以测量在晶体上施加外电场、温度或压力等条件下的晶体的特性参数。据此,提出了变焦距Z扫描技术。即使用具有不同焦距的透镜来移动焦点的位置,从而改变样品相对焦点位置z以实现Z扫描。经理论推导及初步的实验测量数据发现,由于焦距的变化,导致每次焦点所在位置处的束腰半径以及远场光屏上的光斑半径也随之而变,这两点因素对实验数据的采集造成了非常大的影响。针对这两点影响因素,我们采取以下两点来进行修正:一是根据焦点处束腰半径与焦距的关系对测量得到的实验数据进行修正;二是根据远场光屏上光斑半径与焦距的关系使光屏上的小孔半径也随焦距变化而变化,以确保在测量过程中即使焦距变化也能使小孔的透过率恒定不变。根据修正后的实验数据得到Z扫描曲线,并计算出晶体的三阶非线性折射率系数及三阶非线性吸收系数,实验得到的测量曲线及计算数据基本与利用传统Z扫描技术得到的结果保持一致,从而证明此方法切实可行,也对上述所说潜在的研究提供了参考。2.对磁场与光在某些介质中的相互作用进行了深入分析讨论,主要介绍了磁光折变效应及磁光效应中的磁致旋光效应(法拉第效应)和磁光克尔效应,结合这两种效应我们猜想:若某一方向的偏振光,入射到位于磁场方向平行于介质光轴方向的介质中时,由于磁场对非线性光学介质的作用是也否会导致光偏振方向发生偏转。根据此猜想设计了实验光路进行研究观察,利用马赫-曾德干涉光路形成干涉光栅来进行测量。由于此偏转角非常小,加磁场后,只能观察到前后两副光栅是有差异的,但不明显,且条纹移动量太小,肉眼不易观察到。经研究,对实验光路进行改良,在马赫-曾德干涉光路中用楔形棱镜代替其中的一个反射镜,利用楔形棱镜前后表面的反射,使光路中同时存在一强一弱两副干涉光栅,两光栅之间存在着微小的夹角,于是生成了一副莫尔条纹,就可以进一步放大光栅线的移动。再次进行实验观测,确实观察到了莫尔条纹的移动,验证了猜想。只是具体的数值计算还有待进一步分析。3.对Kramers-Kronig色散关系进行了讨论,并基于此关系讨论了折射率与吸收系数(或消光系数)之间的关系。我们首先测量了样品不同掺杂浓度及不同光轴方向的透过率光谱,根据朗伯-比尔定律计算了其对应的吸收系数曲线。再根据Kramers-Kronig关系,计算得到其折射率曲线及消光系数曲线。从计算结果看,经计算得到的介质的光学常数与用其他测量仪器或测量技术得到的结果基本一致。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O734

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 吴柏昌;非线性光学晶体电光快速调谐光参量器件的研制[J];人工晶体学报;2000年S1期

2 亦清;主导世界潮流的我国无机非线性光学晶体[J];中国建材;2001年02期

3 沈德忠;;巩固优势 再攀高峰——记我国无机非线性光学晶体的发展历程[J];新材料产业;2009年10期

4 ;新疆理化所研制出八水合偏酸锂非线性光学晶体材料[J];人工晶体学报;2012年02期

5 ;新疆理化所研制出水合二苹果酸硼铵非线性光学晶体[J];人工晶体学报;2012年02期

6 ;福建物构所应邀为国际著名学术丛书《Structure and Bonding》撰写非线性光学晶体材料研究方面的两本著作[J];人工晶体学报;2012年S1期

7 陈创天;新型深紫外非线性光学晶体的探索[J];人工晶体学报;2000年S1期

8 吴以成;硼磷酸盐非线性光学晶体探索[J];人工晶体学报;2002年03期

9 董春明;王善朋;陶绪堂;;中红外非线性光学晶体的研究进展[J];人工晶体学报;2006年04期

10 常新安;陈丹;臧和贵;张玮;;非线性光学晶体的研究进展[J];人工晶体学报;2007年02期

相关会议论文 前10条

1 刘贯东;王善朋;董春明;蒋民华;陶绪堂;;新型红外非线性光学晶体碲镓锂的多晶合成[A];第15届全国晶体生长与材料学术会议论文集[C];2009年

2 陈创天;;非线性光学晶体的最新进展及其应用[A];2003年新材料发展趋势研讨会演示文稿汇编[C];2003年

3 吴以成;;紫外非线性光学晶体研究的一些进展[A];第14届全国晶体生长与材料学术会议论文集[C];2006年

4 王善朋;陶绪堂;;新型高效红外非线性光学晶体的研究进展[A];第十六届全国晶体生长与材料学术会议论文集-03激光和非线性光学晶体[C];2012年

5 王时超;叶宁;;碱金属硼铍酸盐的非线性光学晶体材料探索[A];第15届全国晶体生长与材料学术会议论文集[C];2009年

6 范晓芸;潘世烈;;新型非线性光学晶体硼酸钠钒的研究[A];第15届全国晶体生长与材料学术会议论文集[C];2009年

7 陶绪堂;;新型红外非线性光学晶体研究进展[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第7分册）[C];2010年

8 陈创天;刘丽娟;;深紫外非线性光学晶体及其应用[A];《硅酸盐学报》创刊50周年暨中国硅酸盐学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年

9 陈玲;;颖硫属红外非线性光学晶体化合物的结构设计、合成与表征[A];中国化学会第28届学术年会第8分会场摘要集[C];2012年

10 赵三根;张国春;姚吉勇;郝文玉;傅佩珍;吴以成;;一种新的硼酸钠钆非线性光学晶体[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年

相关重要报纸文章 前10条

1 本报记者 王硕;跨越“晶体”巅峰[N];人民政协报;2010年

2 杨洁;科学家发现第3个中国牌非线性光学晶体[N];科技日报;2008年

3 记者 高燕 见习记者 聂阳;我区科研人员研发出新非线性光学晶体材料[N];新疆科技报(汉);2011年

4 本报记者 苏琳;变幻光波成新材[N];经济日报;2010年

5 马瑞瑞邋石仁坪;福晶科技：专利双刃剑[N];第一财经日报;2008年

6 本报记者 苏琳;人工晶体研究运用取得喜人成果[N];经济日报;2010年

7 闫佳;种出美丽晶体[N];科技日报;2010年

8 中信金通证券 钱向劲;福晶科技今日上市[N];证券时报;2008年

9 刘丽 闫佳;殚精竭虑开辟晶体材料研究发展之路[N];科技日报;2005年

10 本版编辑邋渤海投资研究所 秦洪 龙跃;福晶科技(002222)打破产能瓶颈 龙头快速成长[N];中国证券报;2008年

相关博士学位论文 前8条

1 陈鹏;非线性光学晶体Cs_xRb_（1-x）B_3O_5的生长及新材料探索[D];中国科学院研究生院（理化技术研究所）;2009年

2 张帆;新型硼酸盐非线性光学晶体的生长与性质研究[D];清华大学;2008年

3 张书峰;新型紫外、深紫外非线性光学晶体材料合成、生长和性能的研究[D];中国科学院研究生院（理化技术研究所）;2007年

4 陈国军;几种新型硼酸盐非线性光学晶体材料研究[D];中国科学院研究生院（理化技术研究所）;2007年

5 胡静;高品质非线性光学晶体KTP的生长及性能研究[D];中国科学院研究生院（理化技术研究所）;2009年

6 夏明军;非线性光学晶体Ca_5（BO_3）_3F及其Nd~（3+）掺杂的生长与研究[D];中国科学院研究生院（理化技术研究所）;2008年

7 吴红萍;新型紫外、深紫外非线光学晶体氯硼酸钾、氟硼酸钡的合成、生长及性能研究[D];新疆大学;2012年

8 白晓艳;新型非线性光学晶体Na_3La_9O_3（BO_3）_8及其掺杂晶体的生长和性能研究[D];中国科学院研究生院（理化技术研究所）;2008年

相关硕士学位论文 前10条

1 冯晓晓;钼酸碲铯和钨酸碲锂晶体的生长、结构及性能研究[D];山东大学;2015年

2 买尔哈巴·阿不都热合曼;硼碳酸盐非线性光学晶体材料的设计、合成及性能研究[D];新疆师范大学;2015年

3 张然;大尺寸BBO晶体的生长及非线性光学晶体的探索[D];山东师范大学;2016年

4 黄嘉骏;一种新型非线性光学晶体合成过程及其构效关系研究[D];天津大学;2015年

5 杨光赛;氟碳酸盐非线性光学晶体材料的探索与研究[D];福建师范大学;2016年

6 丁宇寻;汞的卤化物作为新型中红外二阶非线性光学晶体材料的研究[D];武汉科技大学;2016年

7 温晶;非线性光学晶体性能测试的方法研究[D];山东大学;2017年

8 李月宝;钒酸盐非线性光学晶体的设计、合成与生长研究[D];宁波大学;2010年

9 牛睿祺;非线性光学晶体的制备及性能研究与单分子磁体的制备及性能研究[D];北京化工大学;2007年

10 张继辉;非线性光学材料的水热合成[D];山东师范大学;2010年

，

本文编号：2527171