近年來,隨著人們對微納光子學(xué)系統(tǒng)的日益關(guān)注,對于微納光波導(dǎo)及微納光子學(xué)器件的研究也逐漸成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。作為一種優(yōu)良的光學(xué)波導(dǎo),光學(xué)微納米線因其低光學(xué)傳輸損耗、強(qiáng)光場約束、強(qiáng)倏逝場和色散可調(diào)等光學(xué)特性而得到了持續(xù)的關(guān)注與研究,并被廣泛應(yīng)用于微納光子學(xué)器件的研究中。為了進(jìn)一步提高微納光子學(xué)器件的性能參數(shù)、豐富器件種類,以滿足日益提高的應(yīng)用需求（如,紅外超快光譜研究、中紅外光傳感、超低功耗光通信等）,對具有優(yōu)異光學(xué)特性（如,紅外導(dǎo)波特性、非線性光學(xué)特性等）的微納米線的研究具有較為重要的意義。本文中,我們對基于CdTe微納米線的紅外光波導(dǎo)及非線性光學(xué)應(yīng)用進(jìn)行了研究。得益于CdTe材料優(yōu)異的光學(xué)特性,這些微納米線在近中紅外光波導(dǎo)和非線性微納光子學(xué)器件方面展現(xiàn)出了良好的應(yīng)用價值。本文主要內(nèi)容如下:在第一章中,我們對光學(xué)微納米線及其在紅外波導(dǎo)與器件應(yīng)用方面的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了簡單介紹,并列舉了一些典型的研究成果。在第二章中,我們通過氣相沉積法成功制備出具有不同晶體結(jié)構(gòu)的CdTe微納米線和納米帶,并對其在不同制備條件下的生長機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)分析。通過光學(xué)顯微成像、掃描電鏡成像、透射電鏡成像、電子衍射... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：博士

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圖１．４Ｇｅｉｉ．ｓＡｓ２４Ｓｅ６４．５微納波導(dǎo)

浙江大學(xué)博士學(xué)位論文?緒論??納米，光學(xué)損耗在０．１？１?ｄＢ／ｃｍ量級的硫?qū)倨铝⒓{光纖［７３，７４］。圖１．５展示了一根由物理??拉伸法制備得到的直徑約為ｌＫｍ的Ａｓ２Ｓｅ３微納光纖，由圖可見該微納光纖具有良好的表??面質(zhì)量和均勻的尺寸結(jié)構(gòu)。??—？￣￣Ｈ??—｜—＇—！??—｜??—??０．０?０．５?１．０?１．５?２．０?２．５??Ｄｉａｍｅｔｅｒ?ｏｆ?Ａｓ２Ｓｅ３?ｗｉｒｅ?（ｊｉｍ｝??圖１．５?（ａ）不同直徑Ａｓ２Ｓｅ３微納光纖在１５５０?ｎｍ波長處的色散情況（ｂ）直徑為０．９５?ｊｉｍ??的Ａｓ２Ｓｅ３微納光纖的掃描電鏡圖像［７５１。??１．３．１．２半導(dǎo)體微納米線??典型的紅外半導(dǎo)體微納米線材料種類豐富，包括：ＩＩ－ＶＩ族（如，ＺｎＳｅ、ＣｄＴｅ）、ＩＩＩ－??Ｖ族（如，ＧａＡｓ）和丨Ｖ族（如，Ｓｉ、Ｇｅ）半導(dǎo)體等。這些半導(dǎo)體材料展現(xiàn)出了良好的紅??外透過特性（如圖１．３所示）、較高的折射率（《＝２＿４），同時還具有良好的非線性光學(xué)特??性。此外，半導(dǎo)體材料的熔點(diǎn)較高（一般約為數(shù)百至上千攝氏度），具有良好的熱穩(wěn)定性。??這些特點(diǎn)使得半導(dǎo)體成為實(shí)現(xiàn)紅外微納光波導(dǎo)與器件應(yīng)用的理想材料。相較于硫?qū)倨屏Р??料，半導(dǎo)體因其獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)和帶隙特性在非線性光學(xué)（如，電光調(diào)制、二倍頻產(chǎn)生等）??和光源等領(lǐng)域有著獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢［＆７６］�，F(xiàn)對典型的半導(dǎo)體紅外微納米線介紹如下：??基于絕緣體上的娃（Ｓｉｌｉｃｏｎ?ｏｎ?ｉｎｓｕｌａｔｏｒ，?ＳＯＩ）光波導(dǎo)是微納光學(xué)研究的重要方向。??單晶硅的紅外透過范圍可達(dá)約９ｐｍ

浙江大學(xué)博士學(xué)位論文?緒論??納米，光學(xué)損耗在０．１？１?ｄＢ／ｃｍ量級的硫?qū)倨铝⒓{光纖［７３，７４］。圖１．５展示了一根由物理??拉伸法制備得到的直徑約為ｌＫｍ的Ａｓ２Ｓｅ３微納光纖，由圖可見該微納光纖具有良好的表??面質(zhì)量和均勻的尺寸結(jié)構(gòu)。??—？￣￣Ｈ??—｜—＇—！??—｜??—??０．０?０．５?１．０?１．５?２．０?２．５??Ｄｉａｍｅｔｅｒ?ｏｆ?Ａｓ２Ｓｅ３?ｗｉｒｅ?（ｊｉｍ｝??圖１．５?（ａ）不同直徑Ａｓ２Ｓｅ３微納光纖在１５５０?ｎｍ波長處的色散情況（ｂ）直徑為０．９５?ｊｉｍ??的Ａｓ２Ｓｅ３微納光纖的掃描電鏡圖像［７５１。??１．３．１．２半導(dǎo)體微納米線??典型的紅外半導(dǎo)體微納米線材料種類豐富，包括：ＩＩ－ＶＩ族（如，ＺｎＳｅ、ＣｄＴｅ）、ＩＩＩ－??Ｖ族（如，ＧａＡｓ）和丨Ｖ族（如，Ｓｉ、Ｇｅ）半導(dǎo)體等。這些半導(dǎo)體材料展現(xiàn)出了良好的紅??外透過特性（如圖１．３所示）、較高的折射率（《＝２＿４），同時還具有良好的非線性光學(xué)特??性。此外，半導(dǎo)體材料的熔點(diǎn)較高（一般約為數(shù)百至上千攝氏度），具有良好的熱穩(wěn)定性。??這些特點(diǎn)使得半導(dǎo)體成為實(shí)現(xiàn)紅外微納光波導(dǎo)與器件應(yīng)用的理想材料。相較于硫?qū)倨屏Р??料，半導(dǎo)體因其獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)和帶隙特性在非線性光學(xué)（如，電光調(diào)制、二倍頻產(chǎn)生等）??和光源等領(lǐng)域有著獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢［＆７６］。現(xiàn)對典型的半導(dǎo)體紅外微納米線介紹如下：??基于絕緣體上的娃（Ｓｉｌｉｃｏｎ?ｏｎ?ｉｎｓｕｌａｔｏｒ，?ＳＯＩ）光波導(dǎo)是微納光學(xué)研究的重要方向。??單晶硅的紅外透過范圍可達(dá)約９ｐｍ

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]納米線波導(dǎo)的非線性光學(xué)效應(yīng)及應(yīng)用研究[D]. 虞華康.浙江大學(xué) 2013



本文編號：2953329