碲基复合材料薄膜的三阶非线性光学特性

doi:10.3724/SP.J.1077.2011.00295

无机材料学报 ›› 2011, Vol. 26 ›› Issue (3): 295-299.DOI: 10.3724/SP.J.1077.2011.00295 CSTR: 32189.14.SP.J.1077.2011.00295

碲基复合材料薄膜的三阶非线性光学特性

甘平¹,², 辜敏¹, 李强¹, 鲜晓东³

重庆大学1. 西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室; 2. 通信工程学院; 3. 自动化学院, 重庆 400044

收稿日期:2010-06-02 修回日期:2010-09-08 出版日期:2011-03-20 网络出版日期:2011-02-18
作者简介:甘平(1974-), 男, 博士研究生, 高级工程师
基金资助:
重庆市科委科技计划项目院士专项( NO.CSTC,, 2008BC4003) ; 厦门大学表面物理化学国家重点实验室2007年度开放课题

Third-order Non-linearOptical Properties of Tellurium-based Composite Films

GAN Ping¹,², GU Min ¹,LIQiang ¹, XIAN Xiao-Dong ³

1. Key Laboratory for the Exploitation of Southwestern Resources and the Environmental Disaster Control Engineering, Ministry of Education, Chongqing University, Chongqing 400044, China; 2. College of Communication Engineering, Chongqing University, Chongqing 400044, China; 3. Collegeof Automation, Chongqing University, Chongqing 400044, China

Received:2010-06-02 Revised:2010-09-08 Published:2011-03-20 Online:2011-02-18
Supported by:
Academic Program of Natural Science Foundation Project of CQ CSTC (2008BC4003); Foundation of State KeyLaboratory of Physical Chemistry of Solid Surfaces of Xiamen University (2007)

摘要/Abstract

摘要： 采用电化学诱导溶胶-凝胶法在导电玻璃片上制备了具有三阶非线性光学特性的碲基复合薄膜材料. 采用SEM( 扫描电镜)和EDX ( X 光电子能谱)对薄膜的表面形貌和组成进行表征; 应用分光光度计得到薄膜的透射光谱、反射光谱、吸收光谱, 并结合脉冲激光器和 Z 扫描方法测量薄膜的三阶非线性光学特性. 实验结果表明制备的薄膜呈网状结构, 表面组分主要包括Si、Te、O元素; 薄膜在波长为1064nm处呈现负的非线性折射效应和饱和吸收的性质, 其非线性折射系数和非线性吸收系数分别为-4.18×10 ^-¹³m²/W和-1.6×10 ^-⁶m/W, 表明了碲基复合薄膜有较强的非线性光学效应, 得到三阶极化率为1.13×10 ^-¹⁴ (m/V)², 表明复合薄膜具有优良的三阶非线性光学性能.

关键词: 碲基复合材料, 薄膜, Z扫描法, 三阶光学非线性

Abstract: Tellurium-based composite films with third-order nonlinear optical properties were prepared by electrochemically induced s S ol-g G el method using ITO glass as the substrate. The surface morphology and composition of the thin films were characterized by SEM (scanning electronmicroscopy e ) and EDX (X-rayenergy- dispersion spectroscope ). The transmission spectrum, reflectance optical spectrum and absorption spectrum of the thin films were recorded on a spectrophotometer and the third-order optical nonlinearity of the films were measuredby Z-scan technique with pulsed laser.SEM revealed a network structure of the films and EDX measurement identified Si, Te and O elements as the main components. Negative effectnonlinear refraction and saturated absorption properties were observed at the wavelength of 1064nm with a nonlinear refractive index of - 4.18?10 ^-¹³m²/Wand nonlinear absorption coefficient of the - 1.6?10 ^-⁶m/W, respectively,showing obvious nonlinear optical properties. The third-order nonlinear optical susceptibility was found to be 1.13?10 ^-¹⁴ (m/V)²,demonstrating that third-order nonlinear optical properties of the films wereexcellent.

Key words: Tellurium-basedcomposite materials, Thin films, Z-scan technology, third-order opticalnonlinearities

中图分类号:

甘平, 辜敏, 李强, 鲜晓东. 碲基复合材料薄膜的三阶非线性光学特性[J]. 无机材料学报, 2011, 26(3): 295-299.

GAN Ping,, GU Min ,LIQiang , XIAN Xiao-Dong. Third-order Non-linearOptical Properties of Tellurium-based Composite Films[J]. Journal of Inorganic Materials, 2011, 26(3): 295-299.

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Third-order Non-linearOptical Properties of Tellurium-based Composite Films

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