一、乙醇溶液中瞬态受激喇曼散射动力学过程的实验研究(论文文献综述)
刘一先,钱列加,张筑虹,李富铭[1](1990)在《乙醇溶液中瞬态受激喇曼散射动力学过程的实验研究》文中认为本文报道了用于研究乙醇溶液中瞬态受激喇曼散射动力学过程的实验装置和实验结果,并与Carman的理论计算模型进行了比较,结果基本符合。在最佳参量运转时获得了脉宽~310fs的喇曼散射光,其脉宽比泵浦光压缩了~80倍。
凌宗成[2](2008)在《无机晶体的光谱学研究》文中研究表明从身边美丽的人工激光晶体到遥远的月球和火星土壤,本论文涉及的内容穿越了时空的距离。而有一条红线贯穿它们,那就是无机晶体的光谱学。本论文作者于2006年12月受山东大学资助赴美国华盛顿大学学习,从而由原来的凝聚态物理转到了行星科学这个方向。此前作者一直在夏海瑞教授的指导之下进行钨酸盐晶体的光谱学研究。在美国学习的一年时间里,作者在王阿莲教授的指导下进行了月壤和火星硫酸盐的光谱学研究。1.钨酸盐激光晶体光谱和热学特性激光自诞生至今已经经历了近50年的时间。这期间,激光的应用已经深入到人们生活的各个角落,在包括光信息存储、光纤通信、医疗等领域展现了广阔的应用前景。激光晶体是固体激光器的主要工作介质之一。如今,一系列的钨酸盐晶体包括KGd(WO4)2,CaWO4和BaWO4等晶体,因为具有很大的三阶非线性系数x3,使得它们有潜力成为高效的受激喇曼介质,而受到人们越来越多的关注。由于掺Yb3+的激光晶体能级结构简单、量子效率高、光转换效率高、荧光寿命长等优点,使其在超短脉冲激光领域有着广泛的应用。掺Yb3+的钨酸盐激光晶体具有很高的吸收和发射截面及宽的发射波长范围,因而在超短脉冲激光方面越来越收到重视。此外,掺Yb3+的钨酸盐晶体还可以用于自喇曼激光的输出。我们对三种典型结构的钨酸盐激光晶体SrWO4、Yb:KLu(WO4)2(Yb:KLuW)和Yb:NaGd(WO4)2(Yb:NGW)进行了系统的晶体振动光谱研究和热学性能研究。主要内容包括:1)大尺寸高质量的SrWO4单晶利用提拉法生长而成。利用C4h6(I41/α)空间群对其进行了晶体振动模式分类。对其进行了全面的偏振喇曼光谱和红外吸收光谱测试,取得了与理论分析相一致的结果。晶体振动谱的实验结果表明,SrWO4晶体的振动谱主要源于WO4四面体的内振动模式,部分源于SrO8的外振动模式。两个最强的喇曼峰位于923 cm-1(v1)和841cm-1(v3),对应于WO4四面体的对称伸缩和反对称伸缩振动。它们的半峰宽很窄,可作为稳态受激喇曼散射的谱线。全面测试了晶体的比热、热膨胀、热扩散性质并计算了晶体的热导率。SrWO4晶体的比热在333.15 K至1063.15 K温度范围内变化不大,处于0.30~0.34 J·g-1·K-1范围内,且与杜隆-珀替定律符合较好。在373.15到1173.15K内的平均热膨胀系数分别为αa=5.1×10-6/K,αb=5.4×10-6/K,αc=17.2×10-6/K,c向的热膨胀是a向的3倍多,这表明SrWO4晶体的热膨胀各向异性较强;晶体沿a向的热导率比c方向要好一些,但其室温热导率的比值为ka/kc=1.06,这说明SrWO4晶体的热导率各向异性较小。我们从其结构和与晶体振动谱关联的角度对热膨胀和热导率各向异性进行了解释,发现Sr原子引起的晶体外模振动对于晶体的热导率性能的影响较大。从晶体热学性能特别是热导率性能角度来看,SrWO4晶体是一种很有前途的喇曼激光晶体。2)5%Yb3+离子掺杂的KLuW晶体利用顶部籽晶法生长成功。利用空间群C2h6(C2/c)对其进行了振动模式分析,理论预测了可能出现的喇曼峰和红外吸收峰。利用偏振喇曼光谱和傅立叶变换红外透过谱全面研究了该晶体的晶格振动特性。晶体中全对称类的振动模主要归于WO6八面体的六个内振动模。我们在喇曼实验中发现了一个原本喇曼非活性的模v6模。Yb:KLuW晶体的908cm-1(v1)和756cm-1(v3)的线宽分别为12.5cm-1和16.6cm-1,相应的声子弛豫时间分别为849.4 fs和639.6 fs,这预示着该晶体是一种非常有潜力的自喇曼激光晶体。对Yb:KLuW晶体的热学性质进行了全面的表征。在温度范围为303.15 K至723.15 K,Yb:KLuW晶体的比热比SrWO4晶体小,在0.27 Jg-1K-1至0.32 Jg-1K-1之间,且符合杜隆-珀替定律。我们测得了在323.15 K至723.15 K之间,Yb:KLuW晶体沿四个已知方向a,b,c,a*的热膨胀系数,并计算了晶体沿主轴方向的热膨胀系数,分别为αⅠ=8.366×10-6/K,αⅡ=3.2×10-6/K,αⅢ=14.934×10-6/K,得到了热膨胀率椭球,最大的热膨胀主轴αⅢ的方向与晶体学c向夹角很小,仅4.134°,热膨胀最大的αⅢ轴可以达到热膨胀系数最小的b向(αⅡ)的4倍多。由此可见,Yb:KLuW晶体具有很强的热膨胀各向异性。我们测得了Yb:KLuW晶体沿a,b,c,a*的热扩散系数,计算了晶体在不同温度下沿主轴方向的热扩散系数和热导率,并得到了常温下的热导率椭球。最大的热膨胀主轴kⅢ的方向与晶体学c方向夹角为34.4°。常温下的主轴热导率分别为,kⅠ=2.698 Wm-1K-1,kⅡ=2.361 Wm-1K-1,kⅢ=4.225 Wm-1K-1。Yb:KLuW晶体的热导率也具有很大的各向异性,kⅢ轴方向是kⅡ轴(b)方向的近2倍。我们从晶体结构的角度及其与晶体振动谱之间的关联,讨论了这种各向异性的起源。根据我们的晶体振动谱的研究,特别是偏振喇曼光谱的研究表明,Yb:KLuW晶体是一种很有潜力的自喇曼激光晶体。3)通过提拉法生长大尺寸的Yb:NGW单晶。我们采用空间群S42(I4)对其进行了振动模式的分类。测量了晶体的偏振喇曼谱和红外吸收谱。晶体中的主要振动模式归于WO4四面体的内模。我们在喇曼谱中发现一个新的喇曼峰,将其归于E模的异常声子方向色散,这揭示了晶体是一种没有对称中心的晶体,也从一个方面说明了采用I4进行空间群分析的可行性。Yb:NGW晶体的喇曼谱线相比SrWO4和Yb:KLuW晶体强度减小,谱峰展宽。特别是对919cm-1(v1)和814cm-1(v3)两个喇曼峰而言,它们的线宽很大,可以分别达到22.2和42.3cm-1,有望用于瞬态受激喇曼散射。我们对Yb:NGW晶体的热学性质进行了全面的表征:温度为323.15K至1073.15K时,Yb:NGW晶体比热范围为0.35 Jg-1K-1~0.58 Jg-1K-1,比SrWO4和Yb:KLuW晶体大一些。在323.15K至723.15K范围内晶体的平均热膨胀系数分别为,αa=9.30×10-6,αc=19.21×10-6K-1,沿c向的热膨胀系数是a向的2倍多,显示出一定的热膨胀各向异性,但比SrWO4和Yb:KLuW晶体要小一些。Yb:NGW在303.15K,Yb:NGW晶体沿a向和c向分别为热导率为1.102 Wm-1K-1和1.250 Wm-1K-1,比SrWO4和Yb:KLuW晶体小很多,各向异性较小,且随着温度的升高变化不大。我们从晶体结构和晶体振动谱的角度对其进行了解释。Yb:NGW晶体的喇曼谱线宽很大,这使得其在飞秒激光和调谐激光领域有潜在的应用价值。2.四种典型Apollo月壤的光谱学和矿物化学研究随着月球探索新浪潮的到来,利用现代化的新技术方法对Apollo Missions(USA)和Luna Missions(USSR)采集的样品进行进一步特征化是极有必要的。近年来行星激光喇曼光谱仪及光谱学的发展极其迅速。与传统使用于行星科学的可见-近红外或中红外热辐射光谱学相比,激光喇曼光谱学的最大特点是它可以为行星表面物质提供最确切的矿物学信息,包括矿物相鉴定、岩石和土壤的矿物模式组成和主要矿物的化学特征等。因此近年来一直为国际行星科学界视为行星(月球,火星,金星,小行星等)表面无人登陆探测车的最热门科学负载之一。矿物的自发喇曼光谱提供晶体基频振动模式中喇曼活性振动谱带。与其相应,中红外光谱可以提供满足红外选择定则的基本振动模谱带。而可见-近红外光谱(Vis-NIR),作为行星轨道遥感的传统手段,则提供倍频、组和频以及电子转移模的一些信息。三种光谱学方法相结合可以从原子分子量级提供月球样品的确切矿物学信息和主要化学信息。更重要的是,它们可以协助建立月球表面原位探索和月球轨道遥感之间的直接联系。本项研究的主要内容是利用激光喇曼光谱、中红外、可见-近红外反射光谱来研究四种典型Apollo月壤的矿物组成和化学组成。我们选择了Apollo 14163、15273、67513和71501等四种典型阿波罗月壤作为研究对象,主要的研究内容包括:1)估算了四种月壤样品中月壤颗粒粒径。所有四种月壤的粒径分布在10~40μm范围以内。月壤颗粒粒径的大小一定程度上反映了该月壤的成熟度。Apollo 67513粒径最大(~30μm),它的成熟度最低;而Apollo14163是四种月壤中粒径最小的(10-20μm),它的成熟度是四种月壤中最高的。2)利用喇曼矩阵测量法估算了各月壤样品中矿物模式组成。在所有四种月壤中,斜长岩是含量最多的矿物。其在Apollo 67513月壤中所占体积分数最大,达到56.6%,而在Apollo 71501含量最小,仅为25.6%。这与四种月壤的取样地点的岩石组成密切相关,即Apollo 67513取样于NorthRay Crater附近的富铁钙长岩含有最多的斜长石,而Apoll071501取样于Tarrus Valley中部的月海玄武岩区域。因此,Apollo 67513中的斜长石含量比Apollo71501高很多。在Apollo 67513中斜方辉石的含量比单斜辉石的含量多,而Apollo 71501中则相反,单斜辉石的含量比斜方辉石多。在Apollo 14163中斜方辉石比单斜辉石稍多,而在Apollo15273中两种辉石的含量相当。另外,我们在Apollo 14163和Apollo 15273中还发现了石英。利用喇曼光谱对月壤中的斜长石进一步分类可以发现,Apollo67513中的长石91%是低温钙长石,Apollo14163和15273月壤中富钠钙长石的含量较多。冲击钙长石在67513中含量很少,这一定程度上反映了该月壤的成熟度较其他月壤低。3)对所测辉石和橄榄石的喇曼光谱进行光谱拟合,获得精确的谱峰位置数据,然后计算出辉石中Mg/(Mg+Ca+Fe)和Ca/(Mg+Ca+Fe)以及橄榄石中Mg/(Mg+Fe),得到了四种月壤中辉石和橄榄石的矿物化学特征信息。Apollo 67513月壤中的辉石富含镁,而Apollo71501中的辉石含铁较多,而且Apollo71501中普通辉石要比易变辉石要多。Apollo 14163计算结果中可信度较高的点大都处于易变辉石的区域。Apollo15273中辉石分布区域最大,数据点分散,这也一定程度上反映了该月壤源区的岩石比较复杂。这一点也可以从辉石中Mg/(Mg+Ca+Fe)频率分布图可以可以看出。Apollo 67513来自于典型的高地斜长岩和苏长岩为主,Apollo 71501是月海玄武岩成分为主,Apollo 14163是KREEP岩石为代表的成分,而Apollo15273可以看做这三种典型岩石的混合组成,所以来源成分最为复杂。这四种土壤的成分都与局域的岩石成分比较接近,因此局域月岩风化成为它们的主要来源。4)从四种月壤的中红外光谱可以发现Apollo 67513具有比较尖锐的红外光谱。相比之下,其他三种月壤的谱带很宽,这表明它们的结晶性较差,因而具有相对较高的成熟度。在近红外漫反射谱上,我们还发现了所有月壤样品都吸附了一定量的水,而不同的月壤的水峰位置不同。四种月壤的中红外谱中均出现了用于月壤保存的teffron塑料的特征峰。5)从可见近红外反射光谱来看,Apollo 67513具有最高的反照度,位于938nm吸收是由于其中的斜方辉石引起。这与喇曼矩阵测量获得的矿物组成结果一致,即斜方辉石的含量较高。1330nm处的吸收是其中富含的斜长石引起的。Apollo 14161,15273和71501的光谱对比度比Apollo67513要小很多,这反映了它们较高的成熟度。3.火星硫酸盐研究:含水硫酸铁的光谱学和稳定场通过轨道遥感(OMEGA,CRISM)和火星表面探测(Viking,Mars Pathfinder,Mars Exploration Rovers),大量的硫酸盐已在火星上被发现。轨道遥感发现了火星上存在硫酸镁和硫酸钙的证据,但却没有发现硫酸铁。然而精神号和机遇号火星车则在两个着陆地点附近发现了硫酸铁存在的确凿证据。关于火星的含水硫酸铁仍然有很多未解之谜,特别是详细的矿物组成,含水状态、起源、火星表面条件下的形成机制以及硫酸盐在当前火星水循环中的作用和火星水文历史中的角色等。我们实验室合成了一系列含水硫酸铁,对其进行了系统的X射线物衍射物相分析、喇曼光谱、中红外光谱、可见近红外光谱的分析。然后我们选取其中的5种含水硫酸铁作为起始反应物,开始研究它们在3种不同温度和10种不同湿度下的相变过程和稳定场。主要内容包括:1)采用相对湿度控制法获得了七种硫酸铁。它们分别是高铁叶绿矾、板铁矿、副针绿矾、七水铁矾、六水铁矾、五水铁矾和三笠石。其中六水铁矾是一种新型的含水硫酸铁,它的X射线衍射光谱在PDF2006中没有匹配的光谱,经过质量损失计算和喇曼光谱的比较,我们判定其为六水铁矾。2)对合成的七种硫酸铁晶体和非晶形五水硫酸铁做了X射线衍射,进行物相分析。我们发现除了副针绿矾和高铁叶绿矾含有少量板铁矿之外,其他样品都是纯度较高的硫酸铁样品。3)系统地测试了这七种硫酸铁晶体、非晶形五水硫酸铁和硫酸铁饱和溶液的喇曼光谱和中红外光谱,并对其进行了指认。各种硫酸铁都表现出不同的喇曼谱特征,因此可以用来原位物相监测。特别是SO4四面体的v1峰随着结晶水状态的提高逐渐蓝移,特别适合作含水硫酸铁的原位物相监测。在中红外光谱(ATR)中也发现了同样的蓝移趋势。我们获得了各种硫酸铁的近红外漫反射光谱(1.0-5.0μm)和可见近红外光谱(0.4-2.5μm)。在0.7-1μm区域各种晶态硫酸铁的吸收带会随着结晶水的减少而逐渐蓝移北并且锐化。在1000-2500nm区域七水铁矾和高铁叶绿矾存在三个明显的吸收带,分别位于1428、1920、1995nm和1454、1945、1979 nm。4)开展了非晶形五水硫酸铁、高铁叶绿矾、板铁矿、七水铁矾、五水铁矾共5种起始含水硫酸铁在50℃、21℃、5℃三种不同温度和10种不同湿度下条件下的稳定场实验。实验取得了初步结果。我们发现从稳定性上来讲,非晶形五水硫酸铁最易潮解,且其吸水之后的相变变化最多。其次是板铁矿,很容易潮解。七水铁矾比五水铁矾更容易吸水引起潮解。高铁叶绿矾是这五种含水硫酸铁中稳定性最高的。在稳定场实验中,我们发现了八水铁矾。虽然X射线衍射结果表明八水铁矾和七水铁矾的结构没有大的差别,但是它们却具有不同的喇曼特征谱。非晶形五水硫酸铁中水的含量是可变的。通过稳定场实验我们发现其化学式可以从Fe2(SO4)3·4H2O一直变化到Fe2(SO4)3·11H2O。同样的现象也发生在高铁叶绿矾晶体中,在温度50℃,湿度为5.5%RH条件下它可以失去3个结晶水,化学式可以写作Fe4.67(SO4)6(OH)2·17.1H2O。X射线衍射无法揭示这种结晶水的减少,但喇曼光谱可以反映其变化。
秦伟平[3](2000)在《反斯托克斯荧光制冷的研究进展与综述》文中研究说明反斯托克斯荧光制冷 (Anti StokesFluorescentCooling)也被称为激光制冷 (LaserCooling)。自 1 995年以来 ,该项研究取得了飞速的发展。目前 ,人们利用激光制冷的方法已经得到了比家用冰箱冷冻室还低的温度 ,并能够利用半导体量子阱材料得到低于液氮温区的降温。由于这项技术具有全光性 ,它的制冷器具有体积小、重量轻、无电磁辐射、无振动、无噪声等特点 ,因此也就具有了非常诱人的应用前景和符合军事、空间、集成光学、微电子、医学等领域的特殊要求 ,而被国外研究者所重视。做为一项基本技术 ,激光制冷研究的突破必然会导致许多对温度有特殊要求的高技术实用化 ,推动那些领域向前发展。本文详细地介绍了反斯托克斯荧光制冷研究的历史和最新进展 ,详细地介绍了该项研究中的方法和理论。着重介绍了激光制冷的热力学限制、发光过程的热力学理论 ,探讨激光制冷产生的机制和制冷理论。最后 ,对激光制冷器的发展前景和设计依据进行了讨论 ,尝试性地探讨了线圈型制冷器、用于芯片的制冷器和单分子 光子泵型制冷器的应用考虑。
杨乙潇[4](2014)在《水溶性酞菁/石墨烯复合体系的非线性光学性质研究》文中研究表明材料技术的发展为非线性光学带来大量的新型材料。石墨烯已被证明有着显着的三阶非线性光学(NLO)性质,如热致非线性散射(NLS)和光限幅(OL),以及二阶和三阶的非线性饱和吸收(SA),还有超快载流子吸收与宽带共振非线性光学响应。虽然单纯的石墨烯难以在大多数有机溶剂中稳定存在,但是石墨烯的最大优点是可以通过化学手段使其通过共价键合的方式与有机分子结合从而进行修饰,通过结合不同的基团进而形成多功能非线性光学材料。而酞菁(Pc)类材料已经被证实有着出色的非线性光学性质。因此在氧化的石墨烯(GO)共价键合引入酞菁类材料,可以改善其溶解性及三阶非线性光学性质。因此制备了两类石墨烯与酞菁的复合体系,一类是石墨烯与羧基酞菁的共价键合材料,一类是石墨烯与磺酸基、竣酸基、醚链等酞菁非共价复合材料。将氧化石墨烯与四竣基酞菁,通过乙二胺连接起来,合成了三种未见文献报道的酞菁-乙二胺-石墨烯共价键合物:β-羧基空心酞菁-乙二胺-石墨烯(GO-PcH2)、β-羧基锌酞菁-乙二胺-石墨烯(GO-PcZn)和β-羧基铜酞菁-乙二胺-石墨烯(GO-PcCu)。并用X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱(Raman)、红外光谱以及紫外-可见光谱对其结构进行了表征。采用Z扫描技术在532 nm波长、4ns脉冲宽度的条件下对上述两类材料进行了非线性光学性质研究。将同样的质量摩尔浓度的键合材料与酞菁、石墨烯的三阶非线性极化率进行比较,研究键合效应对于三阶非线性光学效应的影响。并用激光闪光光解仪在355 nm激光波长、4ns脉冲宽度下对GO-ZnPc进行了研究。比较了竣基酞菁锌以及GO-PcZn的时间分辨谱和三线态寿命。研究结果表明酞菁-氧化石墨烯之间的不仅存在电子转移,而且电子转移对氧化石墨烯的非线性有着显着的影响。研究了两种浓度配比的石墨烯-酞菁混合物的非线性光学性质,探讨了浓度配比对非线性光学性质的影响。同时研究了在不同能量下共价及非共价效应对于非线性光学性质的影响。
石光[5](2009)在《应用泵浦探测4F成像技术研究光学非线性动力学》文中认为在本论文中我们利用结合了傅里叶光学和非线性光学的泵浦探测4F成像技术研究了克尔液体、有机大分子和半导体的光学非线性动力学。我们利用高斯分解方法和零阶汉克尔变换方法对Z扫描理论进行了系统分析。我们发展了适于大非线性虚相移条件下的Z扫描技术。我们利用纳秒Z扫描技术在不同脉冲能量和激光器重复频率下研究了(t-Bu)4PcGaI/PMMA薄膜的光学非线性。在排除了热效应和高阶光学非线性后,我们利用大吸收和折射非线性的Z扫描理论确定了该薄膜的三阶非线性吸收系数和折射率。从非线性波动方程出发,我们应用简并泵浦探测4F成像技术研究了克尔液体CS2中的啁啾频率差双光束耦合。我们对泵浦光和探测光为垂直线偏振的情况进行了理论和实验上的研究。我们提供了适合解释实验的理论计算。我们发现了克尔液体中双光束耦合对光强和相位动力学信号的影响。在不同偏振态下的实验结果与受激瑞利翼散射的理论预期相符。在和受激瑞利翼散射相关的啁啾频率差双光束耦合理论的帮助下,人们可以利用泵浦探测4F成像技术同时确定光强依赖的非线性折射率,分子重新定向弛豫时间和激光器的线性啁啾系数。在皮秒脉冲激光532 nm波长下,我们利用泵浦探测4F成像技术研究了ZnPcBr4/DMSO溶液的光学非线性并且实现了激发态非线性折射的直接测量。这种最新技术能够提供高灵敏度并且可以同时提供材料系统的激发态吸收和折射动力学。当探测光在酞菁溶液中传播和强泵浦光相互作用时,我们测量了它的透过光强和相位改变。我们使用了分子能级模型去解释实验结果。在额外的纳秒激光开孔Z扫描测量的帮助下,我们明确地获得了和能级模型相关的光物理参数。我们也确定了纯DMSO光强依赖的折射率,它显示了一个正的并且小的值。另外,我们测量了分子的激发单重态和最低的三重态对非线性折射率的贡献。我们发现在ZnPcBr4/DMSO分子系统中,双光子吸收可以忽略。然而和基态吸收截面相比,单重激发态和三重激发态的吸收截面却相当大,同时系际跃迁时间相当短。我们将泵浦探测4F成像技术扩展到非简并领域,利用非简并导-价带理论系统地分析了半导体ZnSe和ZnS中的光学非线性动力学。我们的结果表明非简并泵浦探测4F成像技术可以用来确定半导体中超快的束缚电子非线性(例如多光子吸收和光强依赖的非线性折射)以及积累的自由载流子非线性(包括自由载流子吸收截面,折射体积和载流子寿命)。
杨俊义[6](2010)在《基于相位物体若干光学非线性测量技术的研究》文中指出随着光通信和光信息处理等领域技术的飞速发展,非线性光学材料的研究日益重要。便捷可靠的测量方法是寻找理想非线性材料的必要工具。本文在传统Z-扫描和4f相位相干成像技术的基础上,利用相位物体,提出了一些新的光学非线性测量技术。将相位物体(PO)引入进传统Z-扫描光路中,发展了相位Z-扫描技术。发现对于正(负)的三阶非线性折射,PO Z-扫描曲线为一单峰(谷)曲线,与传统Z-扫描的谷峰(峰谷)形状有很大的区别。在PO Z-扫描技术中,样品产生的非线性相移主要导致了相位物体衍射光斑内的振幅变化。在非线性相移最强的位置,小孔的透过率达到最强或最弱。而在这个位置的两侧,非线性相移开始变小,透过小孔的能量变化也就变弱。所以PO Z-扫描的曲线表现为单峰或单谷曲线。瞬态热致非线性的PO Z-扫描曲线为一谷峰形状,这与三阶非线性的PO Z-扫描曲线有很大的区别。因此我们可以利用PO Z-扫描技术直接区分溶液的三阶非线性折射和瞬态热致非线性。利用Z-扫描技术详细研究了瞬态热致非线性和其他非线性折射共存时溶液的非线性折射的特性。并将top-hat Z-扫描技术应用于溶液瞬态热致非线性的研究时,在非线性相移较小的情况下,top-hat Z-扫描的灵敏度要比传统的高斯Z-扫描大3.5倍。提出了一种非常实用而简单的测量非线性折射的方法,含相位物体的透过率测量法(T-PO)。与其他方法相比,T-PO技术可以更方便的用来研究厚样品的光学非线性。将T-PO技术和传统的时间分辨泵浦-探测系统相结合,提出了PO泵浦探测技术。由于T-PO技术具有单脉冲实时测量的特点,从一个脉冲激光中可以同时获得非线性吸收和折射系数,并能确定非线性折射的符号,因此利用PO泵浦探测技术可以同时测量非线性吸收和非线性折射动力学过程。为了研究不透明衬底上薄膜的光学非线性,我们将传统4f相位相干成像技术改进为反射4f相位相干成像技术。另外,在传统4f的出射面放置一个全反镜,就会让光束两次通过样品,从而提高了系统的测量灵敏度。
焦威严[7](2007)在《溶液介质中激发态热折射的动力学研究》文中研究指明在本文中,研究了团簇和有机材料的溶液介质中激发态吸收增强瞬态热致非线性折射(激发态热折射)的机理。从光在非线性介质中的传播方程出发,结合激发态五能级速率方程、热传导方程以及光声方程,数值分析了激光脉宽、束腰半径、单脉冲能量以及溶剂热力学参数等参量对激发态热折射的影响。对于激发态吸收介质,导致热致光学非线性的热量主要来自于粒子从单重态和三重态的高阶激发态到第一激发态的快速弛豫。在瞬态情况下,密度起伏还没有和温度变化达到一致,此时用准稳态热近似的方法将大大高估纳秒时域激光脉冲作用下的激发态热折射。当激光脉宽缩短时,激发态热折射减弱的主要原因是脉宽时间内声波传播距离的减少,而不是温度变化的减小;束腰半径变化同样影响声波在光斑内的传播,在具有相同脉宽和能流密度的条件下,温度变化近似相同,但束腰半径的增加会使声波在光斑范围内传播需要更多时间,造成激发态热折射的减弱;在具有相同脉宽和单脉冲能量的时候,束腰半径增加,温度变化会减小,更加减弱了激发态热折射的影响。由于在Z-扫描实验中不能完全消除非线性吸收对非线性折射曲线的影响,当三重态第一激发态吸收截面增加时,反饱和吸收的作用使激发态热折射曲线在焦点附近出现减小的现象。由于热力学参数的不同,同一非线性材料在不同溶剂中的激发态热折射效应差异很大。分析了脉冲之间的热积累,指出当临近的两个脉冲的间隔足够长时,前一个脉冲造成的温度的变化在下一个脉冲到来时已经消散,可以不考虑脉冲之间的热积累。讨论了溶液介质中激发态热折射、光克尔效应以及激发态折射相互之间的竞争。由于具有不同的时间和空间分布,激发态热折射不能和其它机理的非线性折射(激发态折射和光克尔效应)相互抵消。在激发态热折射与激发态折射共存、以及激发态热折射与光克尔效应共存两种情况下,整体非线性折射随着单脉冲能量和束腰半径大小而变化的规律近似相同,而且都可能发生自聚焦和自散焦之间的转化。当激光脉宽减小时,特别是激光脉宽小于系际窜越时间的时候,由于三重态的作用减弱,单重态非线性起主要作用;而光克尔效应主要与光强成正比;此时两种情况下整体非线性折射变化规律明显不同。在实验方面,研究了激光单脉冲能量不同时,六棱柱型金属团簇Mo2Cu4S8(PPh3)4的DMF溶液中的线性吸收导致的瞬态热折射;研究了单脉冲能量不同时,C60甲苯溶液中的激发态热折射;研究了单脉冲能量、脉宽不同时,四磺酸钠酞菁铜去离子水溶液中激发态热折射和激发态折射之间的的竞争,发现了由此产生的与脉宽相关的自聚焦和自散焦之间的转化。实验结果和理论拟和基本一致。
张平丽[8](2019)在《若干薄膜材料的光诱导超快电子动力学研究》文中指出飞秒时间分辨泵浦-探测技术在半导体及其界面复合结构的光物理超快过程研究中有着广泛的应用,可以研究光激发激子或载流子的冷却、分离、电子转移和电荷复合等动力学过程。而制约当今钙钛矿太阳能电池系统的光电转换效率的关键因素即是载流子的分离和传输性能。然而目前对全无机钙钛矿材料界面间载流子分离传输的研究甚少,其物理机制还不清楚。此外,飞秒时间分辨泵浦-探测技术也是研究材料中的超快能量弛豫动力学的一种有效的手段。不同的磁性材料,其能量弛豫动力学的微观机制具有显着的差别。本文利用飞秒瞬态吸收技术对全无机钙钛矿材料、铁磁性Co薄膜、CoFeB合金薄膜和半金属赫斯勒合金Co2FeAl0.5Si0.5进行了研究。具体研究内容如下:(1)采用烧结的办法合成了立方全无机卤素阴离子混合钙钛矿CsPbX3(X=Cl,Br,I),并与介孔TiO2层进行组装,形成CsPbX3/TiO2复合结构。并采用飞秒瞬态吸收光谱技术结合第一性原理密度泛函理论计算描述CsPbX3/TiO2复合体系的激发态动力学和电子性质。对飞秒瞬态吸收光谱数据进行了奇异值分解和全局拟合,得出四个动力学组分,四个组分分别被归属于热载流子冷却,自由激子形成,电子转移和电荷复合过程,并提出CsPbX3/TiO2体系电荷转移机制模型。发现碘的引入降低了混合钙钛矿体系的带隙值,导致混合体系中更长的电荷复合时间。我们的实验数据为控制这种新型全无机钙钛矿材料界面间电子转移过程和电荷复合过程提供了依据。(2)选取Co这一典型铁磁性材料作为研究对象,围绕超快能量弛豫动力学进行研究。首先,采用磁控溅射方法制备了Co/MgO薄膜样品,利用飞秒瞬态吸收技术测量Co/MgO样品的能量弛豫动力学,并利用三温度模型进行描述。结果表明:飞秒激光脉冲激发后,瞬态吸收曲线在220 fs的时间尺度内达到极值,然后逐渐衰减,直至保持一常数值。通过三温度模型标定瞬态吸收曲线不同延迟时间的电子温度,并通过改变泵浦脉冲能量密度来探测由此产生的不同温度电子对能量弛豫动力学的影响。对飞秒瞬态吸收动力学数据进行分析得出三个衰减寿命,依据三温度模型,分别将其归属于电子-自旋相互作用,电子-晶格相互作用和自旋-晶格相互作用。电子-自旋的能量弛豫时间随着泵浦脉冲能量的增加而加快,这个现象可以解释为高激发能量下产生的温度效应加速了自旋系统响应过程;电子-晶格相互作用时间受晶格热扩散的影响;此外,自旋-晶格相互作用时间随着泵浦脉冲能量的增加而增加,泵浦脉冲产生的电子峰值温度越高,自旋-晶格相互作用的时间越长。进一步地,采用飞秒瞬态吸收技术对CoFeB合金薄膜进行了能量弛豫动力学研究,并与Co的能量弛豫过程进行比较,发现CoFeB合金薄膜的电子温度弛豫明显慢于Co的对应过程。我们还比较了不同激发能量密度产生的不同温度能量弛豫情况,发现CoFeB合金样品的能量弛豫动力学明显慢于Co的相应过程的时间,归因于CoFeB相对较低的居里温度。我们的研究结果为控制Co基铁磁性材料的超快能量弛豫动力学提供了实验依据。(3)最后,我们采用飞秒瞬态吸收技术研究了具有特殊电子结构的材料,半金属Co2FeAl0.5Si0.5(CFAS)的超快能量弛豫动力学,并与铁磁性金属Co的结果比较分析。计算了两种材料的电子态密度(Density of States,DOS),并探讨了DOS对激发态铁磁性过渡金属和半金属合金超快能量弛豫时间的影响。半金属CFAS的超快能量弛豫时间约587 fs,比铁磁性过渡金属Co的约285 fs的能量弛豫过程要慢。对于半金属材料较慢的能量弛豫时间可能是由于其少数电子带带隙的存在,抑制了自旋-反转过程。为了进一步理解电子能带结构和能量弛豫动力学的关系,我们对不同厚度的CFSA合金薄膜进行了超快动力学研究。随着薄膜厚度的增加,短时间尺度的衰减过程逐渐减慢,其中40 nm薄膜的衰减过程最慢。随着时间延迟的增加,长时间尺度的衰减过程随着薄膜厚度的增加逐渐加快。40 nm薄膜样品的超快能量弛豫时间大于15 nm和30 nm样品,表明较厚的薄膜样品中少数自旋带的态密度分布抑制了通过自旋-反转散射的电子-自旋能量弛豫通道。随着薄膜厚度的增加,CFSA合金薄膜的半金属性质表现的更为突出。
钱鹰[9](2005)在《有机多极分子和偶极分子的光学非线性》文中研究说明本论文设计和合成了AπDπA型咔唑多极分子以及DπAπD型和DπA型双羟乙氨基-硝基偶氮分子,分别用核磁共振、红外光谱、紫外光谱进行表征,采用Z-扫描技术测定了这些有机多极分子和偶极分子的三阶非线性极化率,研究了有机分子结构与三阶光学非线性之间的构效关系。Z-扫描方法将材料非线性引起的附加相位通过衍射“转换”到待测光场的振幅变化上,通过测量远场中心的光强随相位调制强弱的变化来计算非线性折射率的大小和符号。本论文采用Z-扫描方法研究了AπDπA型、DπAπD型多极分子以及DπA型偶极分子的三阶非线性光学性质。采用多步重氮-偶合反应制备了6个N-乙基咔唑衍生物,所合成的咔唑系列化合物是DππAA型有机多极分子,电子给体N-乙基咔唑单元通过两条共轭链分别与两个芳香受体相连,随着两条电荷转移共轭链的延长,三阶极化率增大。用离域能较低的芳香杂环苯并噻唑取代苯环,从电子给体到电子受体之间的分子内电荷转移增大,这种效应增加了分子的跃迁矩,使三阶极化率增大。从对硝基苯胺出发,经过多次重氮偶合反应制备了6个双羟乙氨基给体-硝基受体偶氮分子。三阶极化率随共轭链的增长,共轭体系的扩展而增大。其中化合物A6具有D-π-A-π-D型共轭结构,它包含两条从N,N-双羟乙氨基给体到硝基受体的共轭链,三阶极化率γ达到2958×10?36esu,并且这个分子的透明性在6个分子中也是最好的,光学损耗最小。在实验基础上,从有机分子的能级模型入手,讨论了单重态四能级分子系统的非线性极化率和非线性折射率及其计算方法,总结了有机分子结构与三阶极化率的构效关系,讨论了偶氮分子的三阶非线性光学性质。本论文分别采用电场诱导二次谐波技术、超瑞利散射技术和溶致变色法测定了有机多极分子和偶极分子的二阶非线性极化率,并且研究了几类分子的结构与二阶光学非线性之间的构效关系。论文用电场诱导二次谐波产生(EFISH)法对金属有机二茂铁衍生物分子进行测定。对于同样的电子给体(二茂铁基),受体强度顺序的规律为吡啶正离子>对硝基苯基>对氯苯基>醛基、腈基>吡啶基>酯基,在一般情况下,给-受体强度越大,β值越大。共轭长度的增加可以增大β值,共轭体系及共平面程度对β值有较大影响。并且,茂环的π电子与过渡金属铁的d电子均参加了体系的共轭,形成了更为有效的D ?π?A骨架,故二茂铁乙烯衍生物的光学非线性明显优于具有类似结构的苯乙烯衍生物。超瑞利散射法通过检测以入射光为基频的二次非线性散射光信号强度可以计算出分子在溶液中的一阶超极化率。在实验中用超瑞利散射法测定了偶氮分子的二阶极化率,结果表明双羟乙氨基-硝基偶氮苯中强的给体基团双羟乙氨基和强的受体基团硝基是一对有效的给受体组合,随着结构单元的增加,共轭体系的扩展和电荷转移链的延伸使得一阶超极化率迅速增大。采用溶致变色法测算了三个系列18个化合物在1064nm和1907nm的二阶非线性极化率,并讨论了二阶极化率的变化规律。研究了共轭桥、共轭链长、π体系和电子给/受体的协同作用、芳香杂环、分子内质子迁移以及多重电荷转移体系等因素对分子二阶非线性极化率的影响,总结出构效关系的规律。
会议筹备组[10](1984)在《第七届全国激光学术报告会论文摘要》文中研究表明 A组 A01 高磷铸铁的激光处理对抗空蚀性的影响华中工学院激光所李再光郑启光李家镕 王汉生海军后勤部装备所北海室胡伟光梁栋海军4808厂田鸿业王茂梁本文企图探讨用大功率连续CO2激光处理柴油机缸套外壁以提高其抗空蚀性。为此用激光处理重180柴油机缸套材料(高磷铸铁)的空蚀试件,并将处理后的试件进行磁致伸缩振动试验。采用两种不同的处理方法:激光表面相变硬化和激光熔化-凝固。结果表明在相变硬化处理时,材料表面得到0.4mm左右厚的淬火马氏体组织,显微硬度在Hv500以上。当采用熔化-凝固处理时,表面可得一层深度大于0.5mm的极细的莱氏体共晶组织,显微硬度值
二、乙醇溶液中瞬态受激喇曼散射动力学过程的实验研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、乙醇溶液中瞬态受激喇曼散射动力学过程的实验研究(论文提纲范文)
(2)无机晶体的光谱学研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
§1.1 喇曼散射理论 |
§1.1.1 喇曼散射的经典理论 |
§1.1.2 喇曼散射的量子理论 |
§1.1.3 选择定则、喇曼活性和退偏度 |
§1.1.4 几种典型的喇曼效应 |
§1.2 红外光谱和可见近红外光谱 |
§1.2.1 吸收光谱的基本原理 |
§1.2.2 红外光谱的划分 |
§1.2.3 可见近红外光谱的产生机制 |
§1.3 无机晶体的热学性质 |
§1.3.1 比热及测量方法 |
§1.3.2 热膨胀性能及测试方法 |
§1.3.3 热传导性能及测试方法 |
§1.4 本论文的研究工作 |
参考文献 |
第二章 钨酸盐激光晶体的振动光谱和热学特性研究 |
§2.1 钨酸盐激光晶体的研究背景 |
§2.1.1 激光晶体发展回顾 |
§2.1.2 喇曼频移激光和Yb离子激光 |
§2.1.3 钨酸盐晶体研究历史和现状 |
§2.2 SrWO_4晶体振动谱与热学性质研究 |
§2.2.1 SrWO_4晶体简介 |
§2.2.2 SrWO_4晶体的空间群分析 |
§2.2.3 实验方法 |
§2.2.4 SrWO_4晶体的偏振喇曼谱结果与讨论 |
§2.2.5 SrWO_4晶体的红外光谱结果与讨论 |
§2.2.6 SrWO_4晶体的热学性质结果与讨论 |
§2.2.7 小结 |
§2.3 Yb:KLu(WO_4)_2晶体振动谱与热学性质研究 |
§2.3.1 Yb:KLu(WO_4)_2晶体简介 |
§2.3.2 Yb:KLu(WO_4)_2晶体的空间践分析 |
§2.3.3 实验方法 |
§2.3.4 Yb:KLu(WO_4)_2晶体的偏振喇曼谱结果与讨论 |
§2.3.5 Yb:KLu(WO_4)_2晶体红外光谱结果与讨论 |
§2.3.6 Yb:KLu(WO_4)_2晶体的热学性质结果与讨论 |
§2.3.7 小结 |
§2.4 Yb:NaGd(WO_4)_2晶体振动谱与热学性质研究 |
§2.4.1 Yb:NaGd(WO_4)_2晶体简介 |
§2.4.2 Yb:NaGd(WO_4)_2晶体的空间群分析 |
§2.4.3 实验方法 |
§2.4.4 Yb:NaGd(WO_4)_2晶体的偏振喇曼谱结果与讨论 |
§2.4.5 Yb:NaGd(WO_4)_2晶体的红外光谱结果与讨论 |
§2.4.6 Yb:NaGd(WO_4)_2晶体的热学性质结果与讨论 |
§2.4.7 小结 |
§2.5 本章小结 |
参考文献 |
第三章 四种月球土壤矿物学和天体化学研究 |
§3.1 月壤的研究现状和中国的探月计划 |
§3.1.1 月球探测的历史 |
§3.1.2 月球探测的现状和未来 |
§3.1.3 中国的探月计划 |
§3.1.4 月壤研究的意义及本论文的相关工作 |
§3.2 四种典型Apollo月壤简介 |
§3.2.1 月壤的定义 |
§3.2.2 样品的来源以及选择四种月壤的原因 |
§3.2.3 四种月壤的取样地点 |
§3.3 四种Apollo月壤的粒径分布 |
§3.4 四种Apollo月壤的典型矿物及其喇曼光谱 |
§3.4.1 辉石 |
§3.4.2 橄榄石 |
§3.4.3 长石 |
§3.4.4 钛铁矿 |
§3.4.5 其他矿物 |
§3.5 四种Apollo月壤的矿物模式组成 |
§3.6 四种Apollo月壤的矿物化学计算 |
§3.7 四种Apollo月壤的红外光谱研究 |
§3.8 四种Apollo月壤的可见近红外反射光谱研究 |
§3.9 本章小结 |
参考文献 |
第四章 火星硫酸盐的研究:含水硫酸铁的光谱学和稳定场 |
§4.1 火星硫酸盐的研究现状 |
§4.1.1 火星硫酸盐的发现和研究 |
§4.1.2 喇曼光谱在火星科学中的应用 |
§4.1.3 含水硫酸铁的研究现状和意义 |
§4.2 含水硫酸铁的实验室合成 |
§4.2.1 利用饱和硫酸铁溶液结晶 |
§4.2.2 利用非晶形五水硫酸铁结晶 |
§4.3 含水硫酸铁的光谱学研究 |
§4.3.1 含水硫酸铁的结构 |
§4.3.2 X射线衍射晶体物相鉴定 |
§4.3.3 含水及非含水硫酸铁的特征喇曼光谱分析 |
§4.3.4 含水及非含水硫酸铁的红外光谱分析 |
§4.3.5 含水及非含水硫酸铁的可见近红外光谱分析 |
4.4 含水硫酸铁的稳定场实验 |
§4.4.1 实验方法 |
§4.4.2 实验结果与讨论 |
§4.5 本章小结 |
参考文献 |
第五章 总结 |
§5.1 主要结论 |
§5.2 主要创新点 |
§5.3 有待深入研究的问题 |
致谢 |
攻读博士学位期间发表的学术论文目录 |
攻读博士学位期间所获奖励及参与课题 |
Paper 1 |
Paper 2 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(3)反斯托克斯荧光制冷的研究进展与综述(论文提纲范文)
1 反斯托克斯荧光制冷研究的回顾 |
1.1 反斯托克斯荧光制冷思想的提出 |
1.2 突破 |
1.3 理论上的进一步探讨 |
1.3.1 单中心反斯托克斯荧光制冷模型 (ASFCSC) |
1.3.2 能量传递型反斯托克斯荧光制冷模型 (ASFCET) |
1.3.3 双机制并行的研究 |
1.3.4 单分子?光子泵理论 |
1.4 目前的研究进展 |
2 热转变为光的热力学限制 |
2.1 引 言 |
2.2 一般性研究 |
2.3 光的有效温度的计算 |
2.4 光的有效温度的讨论 |
3 发光过程的热力学 |
3.1 光激发和退激发过程中的热力学 |
3.2 熵的循环 |
3.3 发光过程的热力学计算 |
3.4 光学加热和制冷 |
3.5 通过受激辐射进行制冷的可能性 |
3.6 结论 |
4 CO2气体的反斯托克斯荧光制冷 |
4.1 气体制冷模型 |
4.2 制冷的实现 |
5 稀土掺杂玻璃的荧光制冷 |
5.1 引言 |
5.2 Yb3+离子掺杂ZBLANP玻璃的激光制冷 |
5.3 材料提纯和样品制备 |
5.4 ZBLANP:Yb3+的荧光制冷测量 |
5.5 玻璃基质中稀土离子的吸收、发射谱 |
5.5.1 能级的占据 |
5.5.2 吸收光谱 |
5.5.3 发射光谱 |
5.5.4 制冷效率 |
5.6 三价镱离子掺杂的氟锆玻璃 |
5.7 对制冷效率的限制 |
5.7.1 激光损失 |
5.7.2 发光效率 |
5.7.3 光线射出 |
5.8 结 论 |
6 罗丹明101染料溶液的激光制冷 |
6.1 背 景 |
6.2 吸收及发射光谱 |
6.3 反斯托克斯荧光的产生机制 |
6.4 在高浓度条件下量子效率的确定 |
6.5 可行性研究 |
6.6 温度的测定 |
6.7 激光制冷 |
6.8 染料分子激光制冷的小结与讨论 |
6.9 分子振动能级的制冷模型 |
6.10 理论计算 |
6.11 对Rhodamine 101的应用计算 |
6.12 结论 |
7 反斯托克斯荧光制冷的能量传递机制 |
7.1 单中心反斯托克斯荧光制冷模型 (ASFCSC) |
7.1.1 激发态能级劈裂型 |
7.1.2 基态能级劈裂型 |
7.1.3 基态和激发态能级双劈裂型 |
7.1.4 ASFCSC 机制下的荧光制冷功率 |
7.2 能量传递型反斯托克斯荧光制冷模型 (ASFCET) |
7.2.1 非均匀线型内的能量传递 |
7.2.2 能量传递产生制冷效应 |
7.3 理论计算 |
7.3.1 小能量失配的双声子辅助能量传递过程 |
7.3.2 大能量失配的单声子辅助能量传递过程 |
7.3.3 最佳泵浦频率和最大制冷功率 |
7.4 结论与讨论 |
8 单分子?光子泵理论 |
8.1 SMPC模型 |
8.2 SMPC与传统制冷方式的比较 |
8.3 单分子泵的量子跃迁过程 |
8.4 SMPC动力学过程的计算机模拟 |
8.5 结论 |
9 荧光制冷器的未来发展 |
9.1 应用设计的依据 |
9.1.1 泵浦光的单色性 |
9.1.2 能级间距 (泵浦光子能量) |
9.1.3 应用温度 |
9.1.4 制冷介质的形状 |
9.1.5 外围光学系统 |
9.2 Los Alamos第一代荧光制冷器的设计方案 |
9.2.1总体设计 |
9.2.2 制冷元件的组份 |
9.2.3 辐射局陷 |
9.2.4 制冷元件的大小和制冷器 |
9.2.5 泵浦辐射源 |
9.2.6 防护罩与阴影 |
9.3 线圈型制冷器件设计方案 |
9.4 用于大规模集成电路制冷的荧光制冷器件 |
9.5 单分子?光子泵的应用 |
9.6 荧光制冷器的未来发展方向 |
(4)水溶性酞菁/石墨烯复合体系的非线性光学性质研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 非线性光学简介 |
1.1.1 非线性光学的起源 |
1.1.2 石墨烯-酞菁材料主要的非线性光学机理 |
1.1.3 Z-扫描技术简介 |
1.1.4 瞬态吸收技术简介 |
1.2 石墨烯 |
1.2.1 石墨烯的发现 |
1.2.2 石墨烯的结构 |
1.2.3 石墨烯的共价改性方式 |
1.2.4 石墨烯的非线性光学性能 |
1.3 酞菁 |
1.3.1 酞菁简介 |
1.3.2 酞菁的非线性 |
1.3.3 酞菁修饰石墨烯材料的非线性 |
1.4 本研究课题的目的以及研究内容 |
第2章 实验部分 |
2.1 实验仪器及试剂 |
2.2 氧化石墨烯的制备及表征 |
2.2.1 氧化石墨烯的制备 |
2.2.2 石墨及氧化石墨烯的X射线衍射表征 |
2.2.3 氧化石墨烯的拉曼光谱表征 |
2.2.4 氧化石墨烯的红外 |
2.2.5 氧化石墨烯的X射线荧光(XRF)表征 |
2.3 石墨烯与酞菁的键合 |
2.3.1 羧基酞菁的合成 |
2.3.2 氧化石墨烯-酞菁的键合 |
2.3.3 氧化石墨烯-酞菁的键合产物的表征 |
2.4 酯基酞菁的合成 |
2.4.1 分子碎片的红外光谱表征 |
2.4.2 酞菁的质谱 |
2.5 本章小结 |
第3章 酞菁及酞菁/石墨烯机械混合溶液的非线性研究 |
3.1 氧化石墨烯与酞菁机械混合物的三阶光学非线性 |
3.2 不同能量下酞菁与石墨烯机械混合物的光学非线性 |
3.2.1 氧化石墨烯与酞菁混合物的三阶光学非线性机理 |
3.3 氧化石墨烯与酞菁机械混合物浓度配比对于三阶光学非线性效应的影响 |
3.3.1 氧化石墨烯与酞菁机械混合后的非线性参数 |
3.3.2 二个浓度下机械混合样品非线性系数的对比 |
3.4 本章小结 |
第4章 羧基酞菁-石墨烯键合物非线性光学性质研究 |
4.1 石墨烯与酞菁的键合产物在不同能量下的Z-扫描测试结果 |
4.2 石墨烯-酞菁键合产物的非线性机理研究 |
4.3 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(5)应用泵浦探测4F成像技术研究光学非线性动力学(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.2 光学非线性动力学的研究现状 |
1.3 本论文研究的目的和意义 |
1.4 本论文的主要研究内容 |
第2章 大非线性相移下(t-Bu)_4PcGaI/PMMA 薄膜光学非线性的确定 |
2.1 引言 |
2.2 大非线性相移下的Z 扫描理论 |
2.3 实验结果与分析 |
2.4 本章小结 |
第3章 CS_2中双光束耦合光学非线性动力学 |
3.1 引言 |
3.2 简并双光束耦合泵浦探测4F 成像理论 |
3.3 实验结果与分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 ZnPcBr_4/DMSO 中激发态光学非线性动力学 |
4.1 引言 |
4.2 有机分子能级模型理论 |
4.3 实验结果与分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 ZnSe 和ZnS 中束缚电子和自由载流子光学非线性动力学 |
5.1 引言 |
5.2 非简并半导体导-价带理论 |
5.3 数值模拟与分析 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
个人简历 |
(6)基于相位物体若干光学非线性测量技术的研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 光学非线性测量技术的发展 |
1.2 Z-扫描技术 |
1.2.1 Z-扫描技术的原理 |
1.2.2 改进的Z-扫描技术 |
1.3 4f 相位相干成像技术的发展及其原理 |
1.3.1 4f 相位相干成像技术的发展 |
1.3.2 4f 相位相干成像技术的装置及原理 |
1.3.3 4f 相位相干成像技术的研究现状 |
1.4 本论文的主要研究内容 |
第二章 相位物体(PO)Z-扫描 |
引言 |
2.1 相位物体(PO)Z-扫描基本原理 |
2.2 相位Z-扫描的曲线特征 |
2.3 各种实验参数对PO Z-扫描曲线的影响 |
2.3.1 脉冲激光的束腰半径对PO Z-扫描的影响 |
2.3.2 PO的半径与光斑束腰半径之比(ρ=L_p /ω_e)对PO Z-扫描曲线的影响 |
2.3.3 PO的相移对PO Z-扫描曲线的影响 |
2.4 本章小结 |
第三章 利用PO Z-扫描技术研究溶液的瞬态热致非线性 |
引言 |
3.1 瞬态热致非线性 |
3.2 金属团簇{WS_4Cu_4I_2(bpe)_3} n/DMF溶液中的瞬态热致非线性 |
3.2.1 理论分析 |
3.2.2 金属团簇{WS_4Cu_4I_2(bpe)_3} n DMF溶液中非线性折射 |
3.3 溶液浓度对激发态非线性样品非线性折射的影响 |
3.3.1 激发态非线性 |
3.3.2 激发态非线性吸收(ESA)引起的瞬态热致非线性 |
3.3.3 浓度对磺化酞睛铜(CuPcTs) DMSO溶液非线性折射的影响 |
3.4 利用top-hat Z-扫描技术研究瞬态热致非线性 |
3.4.1 理论分析 |
3.4.2 top-hat Z-扫描技术研究聚合物(TCBD)_2OPV_3的光学非线性 |
3.5 利用PO Z-扫描技术研究瞬态热致非线性 |
3.5.1 瞬态热致非线性与三阶非线性折射的Z-扫描曲线 |
3.5.2 利用PO Z-扫描技术研究瞬态热致非线性 |
3.5.3 实验与讨论 |
3.6 本章小结 |
第四章 含相位物体的透过率测量光学非线性方法(T-PO) |
引言 |
4.1 含相位物体的透过率测量光学非线性方法(T-PO) |
4.1.1 T-PO实验装置 |
4.1.2 理论分析 |
4.1.3 实验与讨论 |
4.2 利用T-PO技术研究厚样品的非线性 |
4.2.1 厚样品研究的理论模型以及讨论 |
4.2.2 实验与讨论 |
4.3 本章小结 |
第五章 基于相位物体的时间分辨泵浦探测技术的研究(PO pump-probe) |
引言 |
5.1 时间分辨泵浦探测技术的研究现状 |
5.2 实验装置 |
5.3 理论分析 |
5.4 实验与讨论 |
5.5 本章小结 |
第六章 两种改进的4f相位相干成像技术 |
引言 |
6.1 反射4f相位相干成像技术 |
6.1.1 反射4f相位相干成像系统 |
6.1.2 理论模型 |
6.1.3 实验与讨论 |
6.2 两次4f相位相干成像技术 |
6.2.1 两次4f相位相干成像技术实验装置 |
6.2.2 理论模型 |
6.2.3 实验与讨论 |
6.3 本章小结 |
论文总结 |
参考文献 |
博士期间发表的学术论文 |
致谢 |
(7)溶液介质中激发态热折射的动力学研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 非线性光学现象 |
1.2 光克尔效应 |
1.3 激发态非线性 |
1.3.1 激发态吸收 |
1.3.2 激发态折射 |
1.4 热致非线性折射 |
1.5 热致非线性折射的研究现状 |
1.6 研究的目的和意义 |
1.7 本文研究的主要内容 |
第2章 激发态热折射基本原理 |
2.1 引言 |
2.2 瞬态热致折射 |
2.2.1 基本理论 |
2.2.2 光声方程的数值求解 |
2.3 激发态吸收热积累 |
2.3.1 有效吸收系数 |
2.3.2 速率方程的数值求解 |
2.3.3 能隙对激发态热折射的影响 |
2.3.4 脉冲之间的热积累 |
2.4 Z-扫描技术 |
2.4.1 测量原理 |
2.4.2 光束传播法 |
2.4.3 矩阵变换法 |
2.4.4 惠更斯-菲涅耳衍射积分原理 |
2.5 本章小结 |
第3章 激发态热折射Z-扫描实验的理论分析 |
3.1 引言 |
3.2 光声方程和准稳态热近似 |
3.3 不同类型吸收导致的瞬态热折射 |
3.4 单脉冲能量对激发态热折射的影响 |
3.5 溶剂热力学参数对激发态热折射的影响 |
3.6 激光脉宽对激发态热折射的影响 |
3.7 束腰半径对激发态热折射的影响 |
3.7.1 相同脉宽和能流密度 |
3.7.2 相同脉宽和单脉冲能量 |
3.8 吸收截面对激发态热折射的影响 |
3.9 本章小结 |
第4章 激发态热折射与激发态折射和光克尔效应竞争的理论分析 |
4.1 引言 |
4.2 激发态热折射与激发态折射和光克尔效应的竞争 |
4.2.1 激发态热折射与激发态折射的竞争 |
4.2.2 激发态热折射与光克尔效应的竞争 |
4.3 单脉冲能量变化时非线性折射的转变 |
4.4 激光束腰半径变化时非线性折射的转变 |
4.4.1 相同能流密度 |
4.4.2 相同单脉冲能量 |
4.5 激光脉宽变化时非线性折射的转变 |
4.6 本章小结 |
第5章 非线性材料溶液中的瞬态热折射 |
5.1 引言 |
5.2 六棱柱型金属团簇 Mo_2Cu_4S_8(PPh_3)_4/DMF 溶液中线性吸收瞬态热折射 |
5.3 C_(60) 甲苯溶液中激发态热折射 |
5.4 四磺酸钠酞菁铜的去离子水溶液中激发态热折射和激发态折射的竞争 |
5.4.1 单脉冲能量变化时非线性折射的转变 |
5.4.2 脉宽变化时非线性折射的转变 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
个人简历 |
(8)若干薄膜材料的光诱导超快电子动力学研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 超短激光脉冲的发展与应用 |
1.3 时间分辨超快光谱技术 |
1.3.1 飞秒时间分辨质谱技术 |
1.3.2 飞秒时间分辨荧光上转换技术 |
1.3.3 飞秒时间分辨瞬态吸收光谱技术 |
1.4 本论文的主要研究内容 |
第二章 实验装置与理论计算方法 |
2.1 飞秒时间分辨泵浦-探测技术 |
2.1.1 飞秒激光系统 |
2.1.2 飞秒瞬态吸收系统 |
2.1.3 瞬态吸收实验数据采集 |
2.1.4 瞬态吸收实验数据处理 |
2.2 理论模拟方法 |
2.2.1 Hohenberg-Kohn定理 |
2.2.2 Kohn-Sham方程 |
第三章 全无机钙钛矿界面电荷转移的超快动力学研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验与计算方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.4 小结 |
第四章 激光诱导铁磁性薄膜的超快能量弛豫动力学研究 |
4.1 超快激光诱导磁性体系的基本理论 |
4.2 国内外研究进展 |
4.3 Co薄膜超快能量弛豫动力学研究 |
4.3.1 引言 |
4.3.2 实验方法 |
4.3.3 结果与讨论 |
4.3.4 小结 |
4.4 CoFeB薄膜超快能量弛豫动力学研究 |
4.4.1 引言 |
4.4.2 实验方法 |
4.4.3 结果与讨论 |
4.4.4 小结 |
第五章 激光诱导半金属赫斯勒合金的超快能量弛豫动力学研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验方法 |
5.3 结果与讨论 |
5.4 小结 |
第六章 总结与展望 |
参考文献 |
作者简介 |
攻读博士学位期间取得的成果 |
致谢 |
(9)有机多极分子和偶极分子的光学非线性(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
前言 |
第一章 有机分子的三阶光学非线性 |
1.1 介质的非线性极化 |
1.2 介质的非线性折射率及其影响因素 |
1.3 典型的三阶非线性光学效应 |
1.3.1 三次谐波效应 |
1.3.2 光学四波和频和差频效应 |
1.3.3 光学参量放大效应 |
1.3.4 自聚焦、自散焦与自相位调制 |
1.3.5 光学双稳态 |
1.4 三阶非线性光学材料的品质因子 |
1.5 有机分子三阶非线性极化率的测量原理与技术 |
1.5.1 四波混频 |
1.5.2 光学克尔效应 |
1.5.3 非线性干涉法 |
1.5.4 Z-扫描法 |
1.6 本部分论文工作的主要研究内容及创新点 |
第二章 AπDπA 型咔唑衍生物的合成及三阶非线性光学性质 |
2.1 合成部分 |
2.1.1 合成路线 |
2.1.2 合成步骤 |
2.1.3 结果与讨论 |
2.2 非线性折射率测量的Z-扫描方法的理论与实验 |
2.2.1 Z-扫描法的简介 |
2.2.2 Z-扫描法的理论分析 |
2.2.3 Z-扫描法实验结果 |
2.2.4 讨论 |
2.3 小结 |
第三章 DπA型和DπAπD型羟乙基偶氮苯衍生物的合成及三阶非线性光学性质 |
3.1 双羟乙氨基给体-硝基受体型偶氮分子的合成与表征 |
3.1.1 合成路线 |
3.1.2 合成步骤 |
3.1.3 结果与讨论 |
3.2 双羟乙氨基-硝基型偶氮分子的三阶非线性光学性质 |
3.3 从双羟乙基苯胺制备含偶氮侧链的非线性光学聚酰亚胺 |
3.3.1 试剂及仪器 |
3.3.2 侧链型非线性光学聚酰亚胺的合成方法 |
3.3.3 侧链型非线性光学聚酰亚胺的合成步骤 |
3.3.4 侧链型非线性光学聚酰亚胺的表征 |
3.4 小结 |
第四章 有机分子的结构与三阶非线性极化率 |
4.1 有机分子的能级模型 |
4.2 单重态四能级分子系统的非线性极化率 |
4.3 单重态四能级分子系统的非线性折射率 |
4.4 分子非线性极化率的计算方法 |
4.5 有机分子的结构与三阶非线性极化率 |
4.6 偶氮分子的三阶光学非线性 |
4.7 小结 |
第五章 有机分子的二阶光学非线性 |
5.1 典型的二阶非线性光学效应 |
5.1.1 倍频效应 |
5.1.2 和(差)频效应 |
5.1.3 参量放大和参量振荡 |
5.2 有机生色团的研究进展 |
5.3 有机分子二阶非线性极化率的测量原理与技术 |
5.3.1 超瑞利散射 |
5.3.2 电场诱导二次谐波产生 |
5.3.3 溶致变色法 |
5.4 本部分论文工作的主要研究内容及创新点 |
第六章 电场诱导二次谐波产生法测定二茂铁衍生物的二阶非线性极化 |
6.1 电场诱导二次谐波产生(EFISH)的理论分析 |
6.1.1 体系的一阶极化强度 |
6.1.2 体系的二阶极化强度 |
6.1.3 分子的二阶和三阶非线性极化率 |
6.1.4 双组分溶液的EFISH 测量公式 |
6.2 电场诱导二次谐波产生(EFISH)的实验测量 |
6.2.1 实验公式的推导 |
6.2.2 二茂铁分子53211m 吸收系数的测定 |
6.2.3 二茂铁分子基态偶极矩的测定 |
6.2.4 二茂铁分子二阶非线性极化率的测定 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 化合物的合成路线 |
6.3.2 EFISH 实验结果 |
6.3.3 讨论 |
6.4 小结 |
第七章 超瑞利散射测定偶氮分子的二阶非线性极化率 |
7.1 超瑞利散射理论分析 |
7.2 超瑞利散射实验测定 |
7.3 偶氮分子的合成、表征及其热稳定性 |
7.4 讨论 |
7.5 小结 |
第八章 溶致变色法测定偶氮苯衍生物的二阶非线性极化率 |
8.1 双能级模型计算分子二阶极化率的基本原理 |
8.2 溶致变色法实验测定 |
8.2.1 振子强度的测算 |
8.2.2 分子基态偶极矩的测算 |
8.2.3 分子激发态偶极矩的测算 |
8.2.4 分子二阶极化率的测定 |
8.3 小结 |
第九章 有机生色团的分子结构与二阶非线性极化率 |
9.1 共轭桥对分子二阶极化率的影响 |
9.2 共轭链长对分子二阶极化率的影响 |
9.3 π体系和电子给/受体的协同作用 |
9.4 芳香杂环对分子二阶极化率的影响 |
9.5 分子内质子迁移的影响 |
9.6 多重电荷转移体系 |
9.7 小结 |
第十章 结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间所发表的论文 |
致谢 |
四、乙醇溶液中瞬态受激喇曼散射动力学过程的实验研究(论文参考文献)
- [1]乙醇溶液中瞬态受激喇曼散射动力学过程的实验研究[J]. 刘一先,钱列加,张筑虹,李富铭. 中国激光, 1990(01)
- [2]无机晶体的光谱学研究[D]. 凌宗成. 山东大学, 2008(12)
- [3]反斯托克斯荧光制冷的研究进展与综述[J]. 秦伟平. 物理学进展, 2000(02)
- [4]水溶性酞菁/石墨烯复合体系的非线性光学性质研究[D]. 杨乙潇. 黑龙江大学, 2014(04)
- [5]应用泵浦探测4F成像技术研究光学非线性动力学[D]. 石光. 哈尔滨工业大学, 2009(11)
- [6]基于相位物体若干光学非线性测量技术的研究[D]. 杨俊义. 苏州大学, 2010(10)
- [7]溶液介质中激发态热折射的动力学研究[D]. 焦威严. 哈尔滨工业大学, 2007(12)
- [8]若干薄膜材料的光诱导超快电子动力学研究[D]. 张平丽. 吉林大学, 2019(02)
- [9]有机多极分子和偶极分子的光学非线性[D]. 钱鹰. 东南大学, 2005(01)
- [10]第七届全国激光学术报告会论文摘要[J]. 会议筹备组. 激光与红外, 1984(09)