硒基硫系微晶玻璃的光学非线性研究

发布时间：2021-01-21 15:13

　　近年来,随着人类社会步入高速信息时代,全光通信,光学计算,光学存储等领域急速发展,对于光开关、波长转换器、光滤波器等无源器件的研究需求日益增加,然而这些器件必须依赖具有良好非线性光学性能的材料。在众多非线性光学材料中,硫系玻璃具备良好的光学三阶非线性特性,其非线性折射率系数的值是石英玻璃的1000倍,且易于加工成光纤,薄膜,进而制作成各类器件。硫系玻璃是指硫族元素（S、Se、Te）为主,引入元素周期表中第Ⅲ、Ⅳ和V主族的元素而形成的玻璃网络材料。硫系玻璃拥有超宽的红外透过范围、较低的光学损耗、较好的热稳定性与结构稳定性和较高的非线性折射率。对于S基玻璃来说,其红外透过谱比较窄,12μm截止,而Te基玻璃的热稳定性较差。Se作为中间元素,其组成的玻璃能解决以上缺陷。同时,在基质硫系玻璃中通过热处理等方式引入纳米微晶颗粒,可以进一步改善硫系玻璃的热力学、机械性能,亦可以提高其三阶光学非线性性能。本文的主要目的是通过熔融淬冷法制备一系列组分的Sn-Sb-Se硫系玻璃,通过后续的测试对基质的玻璃组分进行机械性能、光学性能以及结构的分析,对之间的因果关系作系统分析讨论,再通过分组进行热处理分析得... 

【文章来源】：宁波大学浙江省

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

Z扫描实验装置图

-7-为一个薄聚焦透镜。考虑激光光束在Z轴不同位置透过待测样品时的情况：1）样品在凸透镜焦点处，此时介质对光束未有任何作用，远点探测头D2接收的光强应与入射光相似，归一化计算后应为T=1；2)样品从远离负Z方向向焦点移动的过程，由于光束提前被介质聚焦，在远点处的D2接收到的光则发散程度加大，整体T<1，且T的值先减后增，最后趋近于1；3）样品从焦点处向远离正Z方向处移动的过程，由于光束在经过焦点处发散后又被样品聚焦，比正常远点D2接收的光密度增大，这一过程整体T>1，且T的值先增后减，最后趋近于1。相反，可以得到自散焦的负非线性折射材料的分析结果。根据以上分析可作出图1.2（a）中正负非线性材料的Z扫描结果图。由图中可以看出，通过Z扫描结果图可以直接得到材料非线性折射的正负值，即先谷后峰的曲线为正非线性折射系数，先峰后谷的曲线为负非线性折射系数。这也证明了Z扫描法相对于其他测试方法来说具有很大的优越性。开孔Z扫描可以用于测量样品的非线性吸收性能。当光阑全开时，光束全部被D2检测，非线性折射效应消失，样品的非线性吸收如图1.2（b）所示[35]。根据实验测试结果拟合开孔与闭孔曲线就可以计算得到样品的光学非线性参数。图1.2闭孔（a）与开孔（b）Z扫描实验结果Fig.1.2Normalizedtransmittancecurveforclosedaperture(a)andopenaperture(b)Z-scanmeasurements1.3非线性光学玻璃材料研究随着非线性光学学科的发展，纯粹的光学理论已经取得了丰富的成果，与之相关的最重要的部分就是研究非线性光学材料。由军工、生活需要以及

【参考文献】：
期刊论文
[1]Ge-Se基硫系玻璃在通信波段的三阶非线性与光谱特性研究[J]. 黄益聪,戴世勋,聂秋华,徐铁峰.  物理学报. 2015(15)
[2]Nonlinear Optical Properties in Bi2O3-B2O3-SiO2 Glasses[J]. 聂秋华,陈燕飞.  Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science Edition）. 2007(S1)

硕士论文
[1]Se基红外玻璃特征温度与成分之间关系的研究[D]. 贾婷婷.西安工业大学 2016
[2]硫系红外玻璃的微晶化及精密模压成型[D]. 曾召.西安工业大学 2011
[3]Z扫描方法测量硫系玻璃三阶光学非线性[D]. 杨永兴.哈尔滨工业大学 2008



本文编号：2991394