發(fā)布時間：2022-02-13 18:12

　　非線性光學(xué)材料廣泛應(yīng)用于光電調(diào)制器、光學(xué)開關(guān)和光通信等領(lǐng)域。光電子技術(shù)的迅速發(fā)展要求設(shè)備越來越集成化和微型化,傳統(tǒng)的三維無機、有機和高分子非線性光學(xué)材料因為尺寸過大而無法滿足加工需求。因此尋找性能優(yōu)異的納米非線性光學(xué)材料變得迫在眉睫。然而,目前對低維納米材料非線性光學(xué)性質(zhì)的探索剛處于起步階段.就體系而言,研究主要集中于二維MoS₂和碳納米管,卻忽略了其它二維材料和半導(dǎo)體納米管.就方法而言,絕大數(shù)工作都是通過實驗方法表征低維材料的非線性光學(xué)性質(zhì),無法從微觀角度理解電子結(jié)構(gòu)和非線性光學(xué)性質(zhì)的關(guān)系.就波普范圍而言,現(xiàn)階段主要探測光學(xué)頻段的非線性光學(xué)性質(zhì),而忽略零頻附近的非線性光學(xué)性質(zhì).在本論文中,我們利用第一性原理方法,對這些問題進行了探討.本論文主要內(nèi)容和創(chuàng)新之處如下:（1）我們考察了三維GeC晶體、二維g-GeC單層以及g-GeC單壁納米管的電子結(jié)構(gòu)和二階非線性光學(xué)性質(zhì)。單層g-GeC和g-GeC鋸齒型納米管是直接帶隙半導(dǎo)體,絕大部分鋸齒型g-GeC納米管的能隙位于可見光范圍內(nèi)。管徑較小的鋸齒型GeC納米管的非線性光學(xué)極化率比GaAs晶體更大,其它g-GeC納米管和... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：118 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

(a)石墨烯的俯視和側(cè)視圖,(b)單層MoS2的俯視和側(cè)視圖，(b)單層GaX

寶石激光脈沖器產(chǎn)生的激光( Ё )入射石英晶體，不僅探測到了原有波長( Ё )的投射光, 還在紫外區(qū)探測到了波長為 347.2 nm 的投射光[45]。巧合的是，新產(chǎn)生投射光的波長恰好是入射光波長的 1/2。這就是著名的倍頻實驗，它標(biāo)志著非線性光學(xué)的誕生。1962 年，Bloembergen 等人對光學(xué)混頻做了開創(chuàng)性的理論工作。隨后研究人員發(fā)現(xiàn)大量的二階和三階非線性光學(xué)效應(yīng)。概括起來，二階非線性光學(xué)現(xiàn)象有: 和頻(SFG)、差頻(DFG)、倍頻(SHG)、線性電光效應(yīng)、光整流效應(yīng)、三波混頻。三階非線性光學(xué)現(xiàn)象有: 三次諧波(THG)、克爾效應(yīng)、雙光子吸收(TPA)、受激拉曼散射、受激布里淵散射. 這些非線性光學(xué)現(xiàn)象在快速數(shù)據(jù)存儲、光限幅、非線性激光光譜、開拓新波段、光電調(diào)制器和光學(xué)開關(guān)的等裝置中獲得廣泛應(yīng)用。非線性光學(xué)極大的推動了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，同時非線性光學(xué)本身也不斷豐富、發(fā)展和完善。非線性光學(xué)逐漸從基礎(chǔ)研究階段進入基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究同時發(fā)展的階段。

第 1 章 前言相位匹配角大、激光損傷閾值高、光學(xué)均勻性好和大的非線性光學(xué)系數(shù)[62] ( ) V 。BBO 晶體在紫外區(qū)輸出的截止邊為 189nm[63], 因而很難輸出波長小于 200nm 的諧波光。在 BBO 的基礎(chǔ)上，陳創(chuàng)天和吳以成在陰離子集團理論的指導(dǎo)下發(fā)現(xiàn)了 LBO、CsB3O5(CBO)和 CsLiB6O10(CLBO)[64]。它們的帶隙分別為 7.78eV、7.26eV 和 6.87eV, 因而它們具有比 BBO 更短的截止邊。LBO 晶體具有較大的非線光學(xué)系數(shù), 但較小的折射率(0.045)限制了其可相位匹配范圍[64]。CBO 和 LBO 存在雙折射偏低的缺點。層狀 KBe2BO3F2(KBBF)晶體的能隙為 8.0eV, 其紫外吸收邊為 155nm，并能在短波區(qū)域區(qū)域很好的實現(xiàn)相位匹配[65, 66]。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]深紫外非線性光學(xué)晶體及其應(yīng)用[J]. 陳創(chuàng)天,劉麗娟.  硅酸鹽學(xué)報. 2007(S1)



本文編號：3623675