SnS 2 /PANI/还原氧化石墨烯复合材料的三阶非线性光学性质研究
发布时间：2021-09-30 14:00
激光的出现与发展极大地拓宽了人们对物质的光学现象的认识。当时大量新兴的非线性光学现象首次进入人们的视野,且引起其浓厚的探究兴趣,故非线性光学便作为一门物理的小分支应运而生。非线性光学主要是探究强光与物质的相互作用所产生的非线性光学现象及其实际应用的学科。人们对物质的非线性光学性质进行详尽而深入的研究,进而筛选出优质的材料,以便将其应用至全光开关、光存储、光限幅和光通信等领域。还原氧化石墨烯和二硫化锡（SnS2）纳米层状材料凭借着其良好的电子能带结构特性,均具有极为优异的非线性光学吸收性能,将两者复合后可能会优化单体的非线性光学性质。SnS2纳米片是一种n型薄层状半导体材料,其间接带隙为2.1 e V,直接带隙为2.8 e V。它具有无毒性,取材方便,较恒定的化学性质和极佳的饱和非线性吸收性质;还原氧化石墨烯是一种由碳原子按sp2杂化轨道构成的六角型晶格的二维碳纳米材料。它具有宽带超快饱和吸收的光学性质,这可用价带损耗与导带填充来解释。这种可饱和吸收被用于激光锁模等其他应用;聚苯胺（PANI）作为较为优秀的非线性导电高分子材料,具有较大的离域π...
【文章来源】：河南大学河南省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Z-扫描测量方法原理图示
持续不断的变化。这是源于样品自身的非线性，它令光束经过样品发生分散或会聚。只要得到归一化透射率随Z变化的数据，样品的非线性折射率就可求出[12]。利用Z扫描技术来测量探测光经过样品的透射率。当小孔光阑全开时，我们通过观察透过率T(z)随样品位置Z的变化而改变的曲线，就可以判断样品的吸收特性。如图2-2所示，当曲线为关于焦点对称开口向下的峰状图样（实线）时，则表明样品具有饱和吸收的特性，而当图像显示为关于焦点对称的开口向上的谷状曲线（虚线）就表示样品有反饱和吸收的性质。图2-2介质开孔Z扫描曲线图图2-3介质闭孔Z扫描曲线图在有非线性吸收的情形下测量介质非线性折射[2]，具体是通过调节小孔为闭孔状态来测量。根据介质的非线性折射的特性推出相应的透射曲线的变化。若薄介质的折射率为负，则介质在光传播的路径上就近似于一个焦距可变的透镜。逐渐靠近焦点附近，高斯光束的辐射强度也逐渐地变大。当介质向+Z方向移动且逐渐靠近焦点时，鉴于介质自身的自散焦特性，故此时可将其看为自散焦透镜。当其靠近却还未过焦点(Z<0)的某一时刻，将原本由于经过固定凸透镜而正常会聚的光束变得在样品Z附近更加的发散，从而导致整体的焦点右移，这使得光束在新焦点之后（+Z的方向）的路径上的分布比原先的更加紧密，最终使得小孔处的透过率逐渐增大；当其经过焦点后(Z>0)的某一时刻，光束经过样品所在Z之前与先前相同，而当光束在样品后变得更加的分散，而这发散的光束直接进入小孔，故使得通过小孔的透过率逐渐减小；故由此可得，自散焦的样品的闭孔曲线呈现峰-谷的图样[13-16]；当介质具有自聚焦的性质时，则与上分析相反，呈现先谷后峰的图像。如图2-3所示的实线曲线，当非线性折射率n2<0时，归一化透射率曲线是先峰后谷；如图2-
移动，其归一化透过率也在持续不断的变化。这是源于样品自身的非线性，它令光束经过样品发生分散或会聚。只要得到归一化透射率随Z变化的数据，样品的非线性折射率就可求出[12]。利用Z扫描技术来测量探测光经过样品的透射率。当小孔光阑全开时，我们通过观察透过率T(z)随样品位置Z的变化而改变的曲线，就可以判断样品的吸收特性。如图2-2所示，当曲线为关于焦点对称开口向下的峰状图样（实线）时，则表明样品具有饱和吸收的特性，而当图像显示为关于焦点对称的开口向上的谷状曲线（虚线）就表示样品有反饱和吸收的性质。图2-2介质开孔Z扫描曲线图图2-3介质闭孔Z扫描曲线图在有非线性吸收的情形下测量介质非线性折射[2]，具体是通过调节小孔为闭孔状态来测量。根据介质的非线性折射的特性推出相应的透射曲线的变化。若薄介质的折射率为负，则介质在光传播的路径上就近似于一个焦距可变的透镜。逐渐靠近焦点附近，高斯光束的辐射强度也逐渐地变大。当介质向+Z方向移动且逐渐靠近焦点时，鉴于介质自身的自散焦特性，故此时可将其看为自散焦透镜。当其靠近却还未过焦点(Z<0)的某一时刻，将原本由于经过固定凸透镜而正常会聚的光束变得在样品Z附近更加的发散，从而导致整体的焦点右移，这使得光束在新焦点之后（+Z的方向）的路径上的分布比原先的更加紧密，最终使得小孔处的透过率逐渐增大；当其经过焦点后(Z>0)的某一时刻，光束经过样品所在Z之前与先前相同，而当光束在样品后变得更加的分散，而这发散的光束直接进入小孔，故使得通过小孔的透过率逐渐减小；故由此可得，自散焦的样品的闭孔曲线呈现峰-谷的图样[13-16]；当介质具有自聚焦的性质时，则与上分析相反，呈现先谷后峰的图像。如图2-3所示的实线曲线，当非线性折射率n2<0时，归一化透射
【参考文献】：
期刊论文
[1]Oxygen-containing-defect-induced synergistic nonlinear optical enhancement of graphene/CdS nanohybrids under single pulse laser irradiation[J]. BAOHUA ZHU,FANGFANG WANG,GUIXIA WANG,YUZONG GU. Photonics Research. 2018(12)
[2]石墨烯材料及其应用[J]. 曹宇臣,郭鸣明. 石油化工. 2016(10)
[3]还原氧化石墨烯光学非线性[J]. 赵欣,鄢小卿,马强,张校亮,刘智波,田建国. 光学学报. 2013(07)
[4]Z-扫描技术的灵敏度分析[J]. 杜艳秋,申作春,王秀琴. 光学技术. 2009(02)
[5]不同掺杂态聚苯胺的合成及其红外光谱的研究[J]. 杨渊,刘小珍,宋玲玲,谢以璋,俞亚钧. 上海应用技术学院学报(自然科学版). 2007(01)
[6]Z-扫描技术与非线性光学材料性质的测量[J]. 祁胜文,杨秀琴,陈宽,张连顺,王新宇,许棠,周文远,张春平,田建国. 物理实验. 2003(12)
[7]一种新型非晶态分子材料的非线性光学折射率和吸收特性[J]. 周骏,贾振红. 光子学报. 2003(11)
[8]激光Z扫描技术的理论与实验[J]. 杨恢东,丁瑞钦,王浩. 光电子·激光. 1999(01)
博士论文
[1]窄带隙二维半导体材料的制备及光电学性质的研究[D]. 袁建.苏州大学 2018
[2]二维层状材料带隙调控及其光学性质研究[D]. 李洪来.湖南大学 2017
硕士论文
[1]基于聚苯胺非线性光学功能材料的设计和制备[D]. 杨培友.江苏大学 2018
[2]聚苯胺微纳结构的构筑及其电化学性能研究[D]. 王圆.江汉大学 2017
本文编号：3416013
【文章来源】：河南大学河南省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Z-扫描测量方法原理图示
持续不断的变化。这是源于样品自身的非线性，它令光束经过样品发生分散或会聚。只要得到归一化透射率随Z变化的数据，样品的非线性折射率就可求出[12]。利用Z扫描技术来测量探测光经过样品的透射率。当小孔光阑全开时，我们通过观察透过率T(z)随样品位置Z的变化而改变的曲线，就可以判断样品的吸收特性。如图2-2所示，当曲线为关于焦点对称开口向下的峰状图样（实线）时，则表明样品具有饱和吸收的特性，而当图像显示为关于焦点对称的开口向上的谷状曲线（虚线）就表示样品有反饱和吸收的性质。图2-2介质开孔Z扫描曲线图图2-3介质闭孔Z扫描曲线图在有非线性吸收的情形下测量介质非线性折射[2]，具体是通过调节小孔为闭孔状态来测量。根据介质的非线性折射的特性推出相应的透射曲线的变化。若薄介质的折射率为负，则介质在光传播的路径上就近似于一个焦距可变的透镜。逐渐靠近焦点附近，高斯光束的辐射强度也逐渐地变大。当介质向+Z方向移动且逐渐靠近焦点时，鉴于介质自身的自散焦特性，故此时可将其看为自散焦透镜。当其靠近却还未过焦点(Z<0)的某一时刻，将原本由于经过固定凸透镜而正常会聚的光束变得在样品Z附近更加的发散，从而导致整体的焦点右移，这使得光束在新焦点之后（+Z的方向）的路径上的分布比原先的更加紧密，最终使得小孔处的透过率逐渐增大；当其经过焦点后(Z>0)的某一时刻，光束经过样品所在Z之前与先前相同，而当光束在样品后变得更加的分散，而这发散的光束直接进入小孔，故使得通过小孔的透过率逐渐减小；故由此可得，自散焦的样品的闭孔曲线呈现峰-谷的图样[13-16]；当介质具有自聚焦的性质时，则与上分析相反，呈现先谷后峰的图像。如图2-3所示的实线曲线，当非线性折射率n2<0时，归一化透射率曲线是先峰后谷；如图2-
移动，其归一化透过率也在持续不断的变化。这是源于样品自身的非线性，它令光束经过样品发生分散或会聚。只要得到归一化透射率随Z变化的数据，样品的非线性折射率就可求出[12]。利用Z扫描技术来测量探测光经过样品的透射率。当小孔光阑全开时，我们通过观察透过率T(z)随样品位置Z的变化而改变的曲线，就可以判断样品的吸收特性。如图2-2所示，当曲线为关于焦点对称开口向下的峰状图样（实线）时，则表明样品具有饱和吸收的特性，而当图像显示为关于焦点对称的开口向上的谷状曲线（虚线）就表示样品有反饱和吸收的性质。图2-2介质开孔Z扫描曲线图图2-3介质闭孔Z扫描曲线图在有非线性吸收的情形下测量介质非线性折射[2]，具体是通过调节小孔为闭孔状态来测量。根据介质的非线性折射的特性推出相应的透射曲线的变化。若薄介质的折射率为负，则介质在光传播的路径上就近似于一个焦距可变的透镜。逐渐靠近焦点附近，高斯光束的辐射强度也逐渐地变大。当介质向+Z方向移动且逐渐靠近焦点时，鉴于介质自身的自散焦特性，故此时可将其看为自散焦透镜。当其靠近却还未过焦点(Z<0)的某一时刻，将原本由于经过固定凸透镜而正常会聚的光束变得在样品Z附近更加的发散，从而导致整体的焦点右移，这使得光束在新焦点之后（+Z的方向）的路径上的分布比原先的更加紧密，最终使得小孔处的透过率逐渐增大；当其经过焦点后(Z>0)的某一时刻，光束经过样品所在Z之前与先前相同，而当光束在样品后变得更加的分散，而这发散的光束直接进入小孔，故使得通过小孔的透过率逐渐减小；故由此可得，自散焦的样品的闭孔曲线呈现峰-谷的图样[13-16]；当介质具有自聚焦的性质时，则与上分析相反，呈现先谷后峰的图像。如图2-3所示的实线曲线，当非线性折射率n2<0时，归一化透射
【参考文献】：
期刊论文
[1]Oxygen-containing-defect-induced synergistic nonlinear optical enhancement of graphene/CdS nanohybrids under single pulse laser irradiation[J]. BAOHUA ZHU,FANGFANG WANG,GUIXIA WANG,YUZONG GU. Photonics Research. 2018(12)
[2]石墨烯材料及其应用[J]. 曹宇臣,郭鸣明. 石油化工. 2016(10)
[3]还原氧化石墨烯光学非线性[J]. 赵欣,鄢小卿,马强,张校亮,刘智波,田建国. 光学学报. 2013(07)
[4]Z-扫描技术的灵敏度分析[J]. 杜艳秋,申作春,王秀琴. 光学技术. 2009(02)
[5]不同掺杂态聚苯胺的合成及其红外光谱的研究[J]. 杨渊,刘小珍,宋玲玲,谢以璋,俞亚钧. 上海应用技术学院学报(自然科学版). 2007(01)
[6]Z-扫描技术与非线性光学材料性质的测量[J]. 祁胜文,杨秀琴,陈宽,张连顺,王新宇,许棠,周文远,张春平,田建国. 物理实验. 2003(12)
[7]一种新型非晶态分子材料的非线性光学折射率和吸收特性[J]. 周骏,贾振红. 光子学报. 2003(11)
[8]激光Z扫描技术的理论与实验[J]. 杨恢东,丁瑞钦,王浩. 光电子·激光. 1999(01)
博士论文
[1]窄带隙二维半导体材料的制备及光电学性质的研究[D]. 袁建.苏州大学 2018
[2]二维层状材料带隙调控及其光学性质研究[D]. 李洪来.湖南大学 2017
硕士论文
[1]基于聚苯胺非线性光学功能材料的设计和制备[D]. 杨培友.江苏大学 2018
[2]聚苯胺微纳结构的构筑及其电化学性能研究[D]. 王圆.江汉大学 2017
本文编号：3416013
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3416013.html
