半導(dǎo)體材料,包括有機(jī)和無機(jī)半導(dǎo)體是目前備受關(guān)注的非線性光學(xué)材料,它們具有大的光學(xué)非線性和快的響應(yīng)時(shí)間,在光限幅、光開關(guān)、紅外探測(cè)、光存儲(chǔ)等方面具有重要應(yīng)用。本文以II-VI族無機(jī)化合物體半導(dǎo)體和有機(jī)半導(dǎo)體四苯基卟啉為主要研究對(duì)象,綜合利用Z-scan、時(shí)間分辨PO泵浦探測(cè)和時(shí)間分辨瞬態(tài)吸收光譜等實(shí)驗(yàn)手段,結(jié)合含色散脈沖傳播方程、能級(jí)模型和熱致非線性理論,對(duì)兩種半導(dǎo)體材料的非線性光學(xué)性質(zhì)及相應(yīng)的超快動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究。該研究豐富半導(dǎo)體材料非線性光學(xué)研究?jī)?nèi)容和理論內(nèi)涵,對(duì)半導(dǎo)體材料在非線性光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用具有指導(dǎo)意義,主要研究?jī)?nèi)容如下:將實(shí)驗(yàn)研究和理論分析相結(jié)合,主要針對(duì)超短脈沖在II-VI族半導(dǎo)體中傳播時(shí)的明顯展寬現(xiàn)象進(jìn)行研究。利用PO泵浦探測(cè)實(shí)驗(yàn)證明800 nm,200 fs激光脈沖在3 mm厚Zn S體半導(dǎo)體傳播中存在明顯的脈沖寬度展寬現(xiàn)象,這種展寬現(xiàn)象主要來源于超短脈沖在Zn S傳播過程中產(chǎn)生的群速色散效應(yīng)（Group Velocity Dispersion GVD）。Z-scan技術(shù)進(jìn)一步證明GVD對(duì)Zn S體半導(dǎo)體的非線性吸收和折射特性都有不可忽略的影響,并最終影響其光學(xué)非線性參數(shù)... 

【文章頁數(shù)】：113 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 非線性光學(xué)現(xiàn)象
    1.3 無機(jī)半導(dǎo)體的光學(xué)非線性
        1.3.1 無機(jī)體半導(dǎo)體的能帶理論及光學(xué)非線性特點(diǎn)
        1.3.2 Ⅱ-Ⅵ族無機(jī)體半導(dǎo)體的光學(xué)非線性
    1.4 有機(jī)半導(dǎo)體卟啉的光學(xué)非線性
        1.4.1 卟啉分子結(jié)構(gòu)及光學(xué)非線性特點(diǎn)
        1.4.2 卟啉的非線性吸收特性和能級(jí)模型
    1.5 幾種光學(xué)非線性探測(cè)技術(shù)
    1.6 本論文的研究目的和意義
    1.7 論文各章內(nèi)容安排
第2章 飛秒脈沖群速度色散對(duì)Ⅱ-Ⅵ族半導(dǎo)體非線性效應(yīng)的影響
    2.1 引言
    2.2 超短脈沖在Zn S中傳播的展寬效應(yīng)
        2.2.1 時(shí)間分辨PO泵浦探測(cè)技術(shù)
        2.2.2 超短脈沖在Zn S中傳播的展寬效應(yīng)
        2.2.3 超短脈沖GVD對(duì)Zn S Z-scan實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響及分析
    2.3 超短脈沖的傳輸理論
        2.3.1 一般形式的超短脈沖傳輸方程
        2.3.2 超短脈沖在非線性色散介質(zhì)中的傳輸方程
        2.3.3 Zn S中超短脈沖展寬的理論分析
        2.3.4 Zn S的高階非線性折射動(dòng)力學(xué)
    2.4 超短脈沖在Zn Se、Zn Te和Cd S中的展寬效應(yīng)及理論分析
    2.5 導(dǎo)致超短脈沖展寬的若干因素分析
    2.6 本章小結(jié)
第3章 分子結(jié)構(gòu)改變對(duì)有機(jī)半導(dǎo)體四苯基卟啉激發(fā)態(tài)吸收的影響
    3.1 引言
    3.2 四苯基卟啉材料的合成方法
    3.3 氮反轉(zhuǎn)卟啉NCTPP的光學(xué)特性及相關(guān)機(jī)理分析
        3.3.1 NCTPP的線性吸收譜
        3.3.2 NCTPP的激發(fā)態(tài)吸收動(dòng)力學(xué)研究
        3.3.3 NCTPP激發(fā)態(tài)吸收動(dòng)力學(xué)物理模型及機(jī)理分析
        3.3.4 NCTPP與TPP的分子軌道及HOMO-LUMO能級(jí)計(jì)算
    3.4 給 /受體基團(tuán)對(duì)卟啉激發(fā)態(tài)吸收動(dòng)力學(xué)影響與機(jī)理分析
        3.4.1 給 /受體對(duì)卟啉分子結(jié)構(gòu)與線性吸收性質(zhì)的影響
        3.4.2 給 /受體基團(tuán)對(duì)卟啉激發(fā)態(tài)吸收動(dòng)力學(xué)的影響
        3.4.3 具有給 /受體基團(tuán)卟啉的激發(fā)態(tài)吸收動(dòng)力學(xué)機(jī)理分析
        3.4.4 具有給 /受體基團(tuán)卟啉的分子軌道與HOMO-LUMO能級(jí)計(jì)算
    3.5 TPP及其衍生物的飛秒瞬態(tài)吸收光譜研究
        3.5.1 時(shí)間分辨瞬態(tài)吸收光譜技術(shù)
        3.5.2 具有給 /受體基團(tuán)卟啉的瞬態(tài)吸收動(dòng)力學(xué)
        3.5.3 NCTPP及其金屬衍生物的瞬態(tài)吸收性質(zhì)
        3.5.4 氰基對(duì)NCTPP金屬衍生物瞬態(tài)吸收性質(zhì)的影響
    3.6 本章小結(jié)
第4章 四苯基卟啉及其衍生物非線性折射性質(zhì)研究
    4.1 引言
    4.2 四苯基卟啉及其衍生物的ps非線性折射特性
        4.2.1 具有給 /受體基團(tuán)卟啉的ps非線性折射特性
        4.2.2 氮反轉(zhuǎn)卟啉NCTPP和Cu NCTPP的非線性折射特性
    4.3 TPP及其衍生物的ns非線性折射特性
        4.3.1 TPP， TPP(CN)4和TPP(OMe)4的ns非線性折射
        4.3.2 卟啉的熱致非線性折射理論分析
        4.3.3 影響熱致非線性折射的若干因素分析
    4.4 NCTPP及其衍生物的ns非線性折射特性
        4.4.1 NCTPP的ns非線性折射特性
        4.4.2 NCTPP金屬中心取代物的ns非線性折射性質(zhì)
        4.4.3 NCTPP 外圍給/受體取代物的 ns 非線性折射特性
        4.4.4 同時(shí)具有取代基與金屬離子NCTPP的ns非線性折射性質(zhì)
    4.5 TPP及其衍生物的二階超極化率
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高分辨率調(diào)頻連續(xù)波激光絕對(duì)測(cè)距研究[J]. 時(shí)光,張福民,曲興華,孟祥松.  物理學(xué)報(bào). 2014(18)
[2]Synthesis and Optical Properties of Hyperbranched PAEKs Containing Porphyrin and Its Metal Derivatives[J]. Xu Jiang,Yin-long Du,Chuan Liu,Peng-fei Huo,Zhi Geng,Shu-ling Zhang,王貴賓.  Chinese Journal of Polymer Science. 2014(01)
[3]Optical Waveguide and Nonlinear Properties of Bi3NdTi3O12 Thin Films[J]. 王月花.  Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science Edition）. 2010(05)
[4]Z-scan analysis of high-order nonlinear refraction effect induced by using elliptic Gaussian beam[J]. 郭世方,田強(qiáng).  Chinese Physics B. 2010(06)



本文編號(hào)：3723454