【摘要】：伴隨著科技的日新月異,為滿足超快激光和光通信技術(shù)的迭代更替,在尋找符合技術(shù)需求的產(chǎn)品上一直是技術(shù)發(fā)展的瓶頸。光學(xué)器件中,具備諸如非線性濾波、被動鎖模及調(diào)Q特性的二維光學(xué)材料市場需求極大。現(xiàn)階段一般采用三階非線性光學(xué)性能的測試方法來展開對非線性光學(xué)材料的探討研究。作為新型二維材料的重要成員——黑磷,是一種層狀半導(dǎo)體材料,單層黑磷是繼石墨烯之后發(fā)現(xiàn)的第二種單元素二維原子晶體,因其以其獨特的物理及化學(xué)特性刷新了人們對傳統(tǒng)納米技術(shù)的觀點,黑磷的能帶具有隨著層數(shù)可變的奇異特性(單層2.0 eV,多層0.3 eV),并且單層和多層黑磷始終保持著直接帶隙結(jié)構(gòu)。黑磷已經(jīng)在實驗上證明其具有寬帶的可飽和吸收性能,并在多個波段的鎖模應(yīng)用中得到驗證。但如何進一步提升黑磷的鎖�；蛘{(diào)Q器件性能,針對黑磷的進一步非線性光吸收特性研究十分必要。本論文主要從超快激光的脈寬參數(shù)對黑磷的三階非線性吸收的影響,及不同層數(shù)的黑磷樣品對強激光吸收的三階非線性光學(xué)效應(yīng)展開實驗研究,并取得如下研究成果:(1)實驗研究了黑磷分散液樣品,在中心波長為800 nm鈦寶石激光器為光源,測量不同脈寬下的開孔Z-scan。分別得到表示了樣品在100 fs、1 ps和10 ps脈寬下的開孔Z-scan曲線。黑磷溶液具有可飽和吸收特性由實驗的歸一化透射曲線都能顯示出來。當峰值光強從6.549到776.2 GW/cm2逐漸增大時,我們可以發(fā)現(xiàn)在三種脈寬的輻照下,黑磷的三階非線性極化率虛部、品質(zhì)因子以及非線性吸收因子與脈寬成正比,而黑磷分散液的飽和光強恰巧與脈寬成反比,三種脈寬下的調(diào)制深度基本保持一致。(2)實驗研究了不同層數(shù)黑磷樣品分散液吸收特性,使用液相剝離的方法制備了三種不同層數(shù)的黑磷(5krpm、7.5krpm、10krpm),將其分散在NMP溶液中。通過自行搭建的Z-scan系統(tǒng),以可調(diào)波長范圍的飛秒激光器為光源,在600nm波段下進行開孔Z-scan,結(jié)果表明,不同層數(shù)的黑磷分散液都具有飽和吸收性,調(diào)制深度隨著層數(shù)成正比。本論文研究結(jié)果為基于黑磷的超快激光應(yīng)用提供了實驗參考,為設(shè)計黑磷器件提供依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O437;TN304.17

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本文編號：2804405