液态金属纳米液滴的宽带等离激元与全光逻辑门的应用研究

发布时间：2022-12-04 04:04

　　贵金属纳米颗粒由于其优秀的非线性光学效应,在超快光学、光催化、光医疗以及全光调制等领域受到人们的广泛关注。金属纳米颗粒的非线性效应是由其局域表面等离激元共振（Localized Surface Plasmon Resonances,LSPR）效应引起的,金属纳米颗粒可将光场局域在颗粒表面,在颗粒表面形成非常强的局域场,使得材料的非线性效应得到增强。与金银等贵金属相比,液态金属纳米液滴具有成本低廉、易于制备、无毒副作用等优点,并且已经被发现具有优秀的局域表面等离激元共振效应。液态金属在电学方面已经获得了广泛应用,却鲜见其在光学方面的研究。本文主要介绍了液态金属纳米液滴的局域表面等离激元共振效应和非线性光学效应,并将其应用在全光逻辑门器件上。本文主要内容包括:（1）简单介绍了纳米材料的表面等离激元理论的发展历程以及在各个领域的应用;介绍了液态金属的研究现状,特别是最近一段时间液态金属在光学领域的研究进展;调研了全光逻辑门的研究现状,主要是利用纳米材料相位调制效应的全光逻辑门的研究进展。（2）从体块和纳米金属两个方面,分别介绍了表面等离激元效应的产生机制以及相关理论推导,根据准静态近似和离散... 

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 纳米材料的等离激元效应
    1.2 液态金属研究现状及应用
    1.3 全光逻辑门研究现状
    1.4 本文研究的目的、意义及主要内容
第二章 局域表面等离激元效应的相关理论研究
    2.1 传导型表面等离激元与局域表面等离激元
        2.1.1 传导型表面等离激元(SPP)
        2.1.2 局域表面等离激元(LSPR)
    2.2 纳米材料非线性光效应
        2.2.1 自相位调制与交叉相位调制
        2.2.2 饱和吸收与反饱和吸收
    2.3 本章小结
第三章 液态金属的制备和表征
    3.1 材料的制备
        3.1.1 液态金属合金的制备
        3.1.2 液态金属纳米液滴的制备
    3.2 样品的组分和形貌表征
    3.3 样品的介电函数测量
    3.4 样品的线性吸收光谱测量
    3.5 本章小结
第四章 LSPR增强的非线性光学效应
    4.1 可见-红外波段的自相位调制效应
        4.1.1 实验方法
        4.1.2 结果与讨论
    4.2 可见-红外波段的交叉相位调制效应
        4.2.1 实验方法
        4.2.2 结果与讨论
    4.3 饱和吸收测试
        4.3.1 实验方法
        4.3.2 结果与讨论
    4.4 本章小结
第五章 七种基本的全光逻辑门的实现
    5.1 实验系统的设计
    5.2 532nm波段七种全光逻辑门的产生
    5.3 2μm波段七种全光逻辑门的产生
    5.4 瞬态吸收测试
    5.5 本章小结
总结与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的学术成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]The revival of thermal utilization from the Sun: interfacial solar vapor generation[J]. Lin Zhou,Xiuqiang Li,George W.Ni,Shining Zhu,Jia Zhu.  National Science Review. 2019(03)
[2]Tunable nonlinear refractive index of two-dimensional MoS2, WS2, and MoSe2 nanosheet dispersions [Invited][J]. Gaozhong Wang,Saifeng Zhang,Xiaoyan Zhang,Long Zhang,Ya Cheng,Daniel Fox,Hongzhou Zhang,Jonathan N.Coleman,Werner J.Blau,Jun Wang.  Photonics Research. 2015(02)
[3]纳米镍在硝基苯加氢中催化性能的研究[J]. 左东华，张志琨，崔作林.  分子催化. 1995(04)



本文编号：3707569