铝纳米阵列的制备及其二次谐波产生的研究

发布时间：2017-09-15 21:09

  本文关键词：铝纳米阵列的制备及其二次谐波产生的研究

  更多相关文章： 脉冲激光沉积 铝纳米阵列 表面等离子体共振 二次谐波

【摘要】：随着微纳米加工技术的发展,金属纳米结构的制备逐渐成熟起来,金属纳米阵列与光相互作用产生的非线性光学现象受到广泛关注。金属纳米阵列在光学显微成像、表面增强拉曼散射、表面增强荧光和生物传感等方面的应用研究得到了大量报道。金属纳米结构中的二次谐波效应,具有信号稳定、调谐波段宽、相干性好、响应速度快和偏振敏感等特点,可作为一种纳米尺度下的新型相干光源,在激光扫描显微成像、精密纳米探测和微纳光学器件等方面已显示出独特优势。目前对于金银纳米球、纳米线和纳米孔等贵金属纳米结构产生的二次谐波已经进行了大量的研究,但是对于其他金属的研究还比较少,比如对于Al纳米结构光学特性的研究主要集中在散射及表面等离子体共振调控等。目前纳米结构中二次谐波波长多集中在可见光区(400nm-750 nm),而Al纳米结构有希望将其波长拓展到紫外波段(200 nm-400 nm),从而可以进一步提高纳米显微成像的分辨率,在高精度纳米探测和传感方面有重要意义。本篇论文中,我们对Al纳米阵列的制备及其二次谐波的产生开展了研究,主要内容如下:(1)结合纳米球刻蚀法和脉冲激光沉积技术,制备了周期排列的铝纳米阵列。通过改变沉积时间,获得了不同尺寸铝纳米颗粒阵列,利用紫外分光光度计对铝纳米阵列在200nm-900nm的透射曲线进行了测量,发现铝纳米阵列的表面等离子体共振吸收峰主要是在紫外波段;通过原子力显微镜对铝纳米阵列的表面形貌进行了表征。(2)利用飞秒激光研究了在不同激发光能量的激发下,Al纳米阵列产生的二次谐波(SHG)强度随能量的变化趋势,发现其产生的SHG信号强度与激发光强度的二次方成正比,验证了收集到的信号光为二次谐波辐射。(3)研究了Al纳米阵列的二次谐波强度随入射激光偏振角度的变化关系,结果表明所制备的铝纳米阵列的表面二次谐波辐射主要来源于表面偶极子与入射激光的相互作用。
【关键词】：脉冲激光沉积 铝纳米阵列 表面等离子体共振 二次谐波
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB383.1;TG146.21
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 引言9-29
• 1.1 金属纳米阵列与表面等离子体9-12
• 1.2 金属纳米阵列的二次谐波12-20
• 1.3 薄膜的制备方法20-25
• 1.4 本工作的研究意义25-27
• 1.5 本论文的主要工作27-29
• 2 二次谐波的理论分析29-35
• 2.1 二次谐波的唯像模型29-33
• 2.2 本章小结33-35
• 3 金属纳米阵列的制备和表征35-44
• 3.1 脉冲激光沉积法制备铝纳米阵列35-38
• 3.2 纳米球掩膜板制备38-39
• 3.3 铝纳米阵列的形貌表征39-43
• 3.4 本章小结43-44
• 4 Al纳米阵列的二次谐波特性44-55
• 4.1 纳米阵列的表面等离子体共振45-46
• 4.2 不同激光能量下Al纳米阵列的二次谐波特性46-49
• 4.3 不同偏振角度下Al纳米阵列的二次谐波特性49-54
• 4.4 本章小结54-55
• 5 总结和展望55-57
• 致谢57-59
• 参考文献59-64

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