飞秒非线性光吸收装置的搭建与应用

发布时间：2025-01-05 21:57

　　光吸收是光与物质相互作用的基本方式之一。线性吸收通常发生在自然光和弱光作用下,介质的光吸收系数表现为常数。在作用光强度超过一定值的情况下,介质的吸收系数将不再是常数,而表现为随光强变化的非线性吸收。因此,获得和提高材料的非线性吸收特性及响应特性成为非线性光学材料及器件研究领域的重要课题,而获取材料非线性光吸收及动力学参数是材料性能表征和机制分析的重要前提。目前,测量材料非线性吸收特性的方法主要有Z-扫描和时间分辨吸收光谱技术。考虑到商品化的时间分辨光谱测试设备较为昂贵,并结合本学科研究方向的特点,本论文以飞秒激光放大器和参量放大器（TOPAS）为光源,自行搭建了飞秒Z-扫描装置和飞秒超快光谱装置,包括两套装置搭建的基本思路、光路布局、各光机元件和光电测试器件的时域协同、参数优化及性能测试、以及两套装置在非线性光吸收测试中的应用举例等。本论文工作的具体内容包括如下几个方面:1、首先,对Z-扫描技术进行了介绍。并结合科研需求对飞秒Z扫描装置进行了搭建与调试。飞秒Z扫描装置的搭建主要包含光路设计和控制软件设计两部分。（1）光路设计:飞秒Z-扫描装置的光路主要由400 mm透镜、电控平移台、光阑...

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【学位级别】：硕士

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图1-1分子内各种光物理过程

图1-1分子内各种光物理过程光吸收，处于基态的电子吸收光子跃迁到单重激发态。根据电子吸收激发光能量小，可能形成1S、2S、3S等单重激发态。由于处于不同激发单重态间的振动能级和同一能级间振动弛豫，使得处于、的电子很快的失活到达第一激发单重态

图1-2能量传递途径

4图1-2能量传递途径

图2-1单光束Z扫描实验光路图

图2-1单光束Z扫描实验光路图我们简要介绍样品的纯非线性折射率和Z-扫描曲线之间的关系。纯非线性折射率样品在不存在非线性吸收情况下测得的非线性折射率。假设介质的非线性折射率是（2n0)，样品从左方(-Z方向）向焦点移动，因为样品在开始时远离焦点，光束

图2-2Z-扫描理论曲线（2n0折射率为正，2n0折射率为负）

8图2-2Z-扫描理论曲线（2n0折射率为正，2n0折射率为负）

本文编号：4023329