納米線二階非線性系數(shù)自動測量系統(tǒng)
本文關(guān)鍵詞:納米線二階非線性系數(shù)自動測量系統(tǒng)
更多相關(guān)文章: 倍頻系數(shù) 自動測量 納米線 氧化鋅 硫化鎘
【摘要】:倍頻作為第一個被發(fā)現(xiàn)的非線性光學效應(yīng)有著非凡意義和應(yīng)用。今年來,在納米材料中,非線性光學效應(yīng),特別是倍頻的研究成為熱點之一。納米材料在量子點激光、單電子晶體管、LED等方面的應(yīng)用已經(jīng)引起了國內(nèi)外很多的關(guān)注和研究,其中的一維納米線材料因為獨特的結(jié)構(gòu)特點更是可以制成很好的場效應(yīng)晶體管、超敏氣體感應(yīng)器、納米共振器等。一維納米材料具有與塊體材料不同的非線性光學特性,因此有許多科研團隊著手研究表征納米線材料非線性性能的方法。本文中研究的納米線材料,包括氧化鋅納米線和硫化鎘納米線,由于其本身都是具有很大直接能隙的半導體材料,因此在納米光電器件方向有很好的發(fā)展前景。目前,傳統(tǒng)測量材料二階非線性系數(shù)的方法有一定的局限性,比如:常用的測量納米線組成的薄膜非線性系數(shù)的方法,對單根納米線的特性關(guān)注不足;傳統(tǒng)的背向反射光路測量,與其理論模型中的重要假設(shè)(倍頻信號具有較長相干長度)不符,理論計算與實際測量存在較大誤差。本文介紹的工作內(nèi)容以納米線二階非線性測量理論為基礎(chǔ),結(jié)合已有的一些測量方法,改用透射光路,整合硬件設(shè)備和軟件程序,建立了一套納米線二階非線性自動測量系統(tǒng)。本文一共分為五個部分。第一章介紹了二階非線性的基本光學理論和納米線的研究背景。第二章介紹了測量系統(tǒng)中硬件部分的搭建,包括光路部分和電路部分。第三章介紹了通過LabView編寫的集成軟件程序,集合硬件部分的功能,實現(xiàn)參數(shù)的測量、監(jiān)控、存儲功能的自動化。第四章應(yīng)用設(shè)計的系統(tǒng)對氧化鋅納米線進行了非線性系數(shù)的測量,驗證了系統(tǒng)的正確性:并對一種新型硫化鎘納米線進行了測量,且研究了其二階非線性系數(shù)分量與入射激光強度的相關(guān)性,發(fā)現(xiàn)了在單根的硫化鎘納米線中隨著入射基波的增強,非線性系數(shù)的比值會發(fā)生改變。文章的最后一章為總結(jié)與展望。
【關(guān)鍵詞】:倍頻系數(shù) 自動測量 納米線 氧化鋅 硫化鎘
【學位授予單位】:南京大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:TB383.1;TN304
【目錄】:
- 摘要3-5
- ABSTRACT5-8
- 第一章 緒論8-22
- 1.1 引言8-9
- 1.2 光學理論基礎(chǔ)9-16
- 1.2.1 激光和激光器9-11
- 1.2.2 非線性光學發(fā)展11
- 1.2.3 光的偏振11-13
- 1.2.4 相位延遲器13-14
- 1.2.5 菲涅爾公式14-15
- 1.2.6 二次諧波SHG15-16
- 1.3 納米材料16-19
- 1.3.1 納米材料發(fā)展16-17
- 1.3.2 納米材料的性質(zhì)和應(yīng)用17-18
- 1.3.3 一維納米材料和其中的SHG效應(yīng)18-19
- 1.4 本章總結(jié)19-20
- 參考文獻20-22
- 第二章 測量二階非線性系數(shù)的實驗體系22-33
- 2.1 引言22
- 2.2 非線性系數(shù)測量實驗原理22-26
- 2.3 非線性系數(shù)測量光路系統(tǒng)26-30
- 2.3.1 綜合光路部分26-28
- 2.3.2 樣品測量系統(tǒng)28
- 2.3.3 樣品成像系統(tǒng)28-30
- 2.4 自動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)30-31
- 2.4.1 信號采集部分30-31
- 2.4.2 控制測量部分31
- 2.5 本章總結(jié)31-32
- 參考文獻32-33
- 第三章 自動測量程序系統(tǒng)33-45
- 3.1 引言33
- 3.2 LabView簡介33-34
- 3.3 自動測量程序設(shè)計34-39
- 3.3.1 自動測量程序流程圖34-35
- 3.3.2 自動測量程序使用界面35-36
- 3.3.3 自動測量程序算法36-38
- 3.3.4 自動測量程序描述38
- 3.3.5 總結(jié)38-39
- 3.4 優(yōu)化--雙通道測量程序39-43
- 3.4.1 雙通道測量程序描述39-40
- 3.4.2 雙通道測量程序界面40-41
- 3.4.3 雙通道測量程序算法41-43
- 3.5 本章總結(jié)43-44
- 參考文獻44-45
- 第四章 實驗及討論45-61
- 4.1 氧化鋅納米線倍頻系數(shù)測量45-51
- 4.1.1 氧化鋅材料介紹45-46
- 4.1.2 垂直入射下理論簡化46
- 4.1.3 氧化鋅納米線實驗準備46-48
- 4.1.4 氧化鋅納米線倍頻系數(shù)實驗結(jié)果48-50
- 4.1.5 分析討論50-51
- 4.2 硫化鎘納米線倍頻系數(shù)研究51-57
- 4.2.1 硫化鎘材料介紹51
- 4.2.2 硫化鎘納米線實驗準備51-52
- 4.2.3 硫化鎘納米線倍頻系數(shù)實驗結(jié)果52-57
- 4.2.4 討論分析57
- 4.3 本章總結(jié)57-59
- 參考文獻59-61
- 第五章 總結(jié)與展望61-62
- 攻讀碩士學位期間發(fā)表和待發(fā)表的論文62-63
- 致謝63-64
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