【摘要】：激光技術(shù)在不斷的提高,因此非線性光學(xué)的理論也在日新月異的被完善。人們也發(fā)現(xiàn)了許多具有優(yōu)異非線性效應(yīng)的材料。這些材料可以應(yīng)用于很多領(lǐng)域,以光電領(lǐng)域?yàn)橹?非線性光學(xué)材料可以被制作成光調(diào)制器、光存儲(chǔ)等器件。對(duì)于光電子器件等儀器來說,儀器的靈敏度等特性跟所用的材料的非線性特性相掛鉤。在固態(tài)激光器領(lǐng)域,可飽和吸收體要具有快速響應(yīng)、低損耗和大的寬帶的性能,同時(shí)還具有高調(diào)制深度。為了突破技術(shù)的瓶頸,促進(jìn)并發(fā)展短脈沖激光器技術(shù),關(guān)鍵工作之一就是尋找優(yōu)良的可飽和吸收體材料。眾所周知,可飽和吸收屬于非線性光學(xué)特性的一種。所以,為制備擁有短脈沖、高能量的激光器,探索研究擁有優(yōu)良非線性光學(xué)吸收特性的可飽和吸收體,是非線性光學(xué)研究的一個(gè)重心工作。本論文主要對(duì)多種Bi:GaAs的非線性光學(xué)特性進(jìn)行了研究分析(制備Bi:GaAs時(shí)的離子注入條件是不同的)。通過使用Bi:GaAs作為調(diào)Q元件進(jìn)行被動(dòng)調(diào)Q對(duì)照實(shí)驗(yàn)和開孔Z掃描實(shí)驗(yàn),對(duì)不同樣品材料的激光輸出特性和相應(yīng)的非線性吸收測(cè)量結(jié)果的差異的分析,分析Bi摻雜的砷化鎵材料和純GaAs材料的非線性光學(xué)特性的差異。具體的工作內(nèi)容有:(1)介紹了 Bi摻雜的砷化鎵材料的研究現(xiàn)狀和這種材料在1064nm下的非線性吸收特性。使用中科院半導(dǎo)體所的離子注入設(shè)備,設(shè)置三種不同的條件將Bi摻雜到純砷化鎵材料內(nèi)。成功的實(shí)現(xiàn)了不同離子注入條件的摻Bi砷化鎵和純砷化鎵材料單獨(dú)作為調(diào)Q器件,1μm波段下二極管泵浦的Nd:YV04固態(tài)激光器的被動(dòng)調(diào)Q運(yùn)轉(zhuǎn),對(duì)每種樣品調(diào)Q后輸出的激光脈沖的參數(shù)進(jìn)行了對(duì)照分析。證明將Bi注入到砷化鎵后,提升了砷化鎵在1064nm處的飽和吸收表現(xiàn)。同時(shí)也分析得出注入深度和注入劑量對(duì)提升純GaAs的飽和吸收表現(xiàn)的影響效果的差異,即在相同注入能量下(此時(shí)離子在樣品內(nèi)分布基本相同),摻入的Bi越多,飽和吸收特性提升的越多。摻入的Bi離子的數(shù)量相同時(shí),將Bi注入的越深,飽和吸收特性提升越明顯。(2)介紹了開孔Z掃描技術(shù)實(shí)驗(yàn)原理。選取在調(diào)Q實(shí)驗(yàn)中,輸出的激光脈沖最窄、峰值功率最高的Bi:GaAs樣品,采用1064nm的納秒脈沖激光和飛秒脈沖激光作為激發(fā)光,對(duì)Bi:GaAs樣品進(jìn)行了開孔Z掃描實(shí)驗(yàn),測(cè)量出Bi:GaAs樣品的飽和光強(qiáng)及雙光子吸收系數(shù)。在分析相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后,得出材料在納秒脈沖激光照射下,Bi:GaAs樣品的可飽和吸收能量區(qū)域更寬,反飽和吸收閡值更高,為Bi的摻雜優(yōu)化了 GaAs的非線性吸收特性提供了直接證據(jù);摻Bi砷化鎵材料在飛秒激光下大的調(diào)制深度,表明它在紅外波段是一種優(yōu)良的光限幅材料。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O437
【圖文】：

圖２．１單光束２掃描實(shí)驗(yàn)裝置｜３４］逡逑

邐２０００邋Ａ逡逑圖３．１邋５５０ｋｅＶ注入能量下Ｂｉ的摻雜分布圖逡逑Ｂｉ的摻雜位置分布與的關(guān)系則如所示，從圖３．１中可以看出，Ｂｉ的分布在材逡逑料表面的深度與離子束的能量成線性變化。如果注入時(shí)將能量設(shè)為３００ｋｅＶ時(shí)，Ｂｉ逡逑分布在距離ＧａＡｓ材料表面約５６ｎｍ處；能量設(shè)為５５０ｋｅＶ時(shí)，Ｂｉ分布在距離ＧａＡｓ逡逑材料表面約９０ｎｍ處。逡逑１００－逡逑８０－逡逑｝ｅｏ：逡逑１４０逡逑２０－邋Ｚ逡逑0邋１００邐２００邐３００邐４００邐５００邐６００逡逑Ｅｎｅｒｇｙ邋（ｋｅＶ）逡逑圖３．２邋Ｂｉ的摻雜分布深度隨離子注入能量的變化圖逡逑根據(jù)上述模擬，為了更好的研宄分析Ｂｉ的摻雜對(duì)ＧａＡｓ材料非線性的影響，逡逑我們制備了三種不同的Ｂｉ：邋ＧａＡｓ材料，且均在７００°Ｃ下持續(xù)６０秒的處理?xiàng)l件下進(jìn)逡逑１７逡逑

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【參考文獻(xiàn)】

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1 羅李浩;用Tophat擋板Z-掃描技術(shù)研究酞菁銅有機(jī)薄膜的光學(xué)非線性[D];蘇州大學(xué);2014年

2 喬瑞;光折變擴(kuò)散—漂移機(jī)制表面波的數(shù)值法研究[D];北京交通大學(xué);2011年

3 陳輝;GaAs MESFET和HEMT大信號(hào)模型的研究[D];電子科技大學(xué);2008年

4 張廣宇;金屬團(tuán)簇化合物W_2Ag_4S_8（PPh_3）_4與Mo_2Ag_4S_8（PPh_3）_4的光學(xué)非線性對(duì)比研究[D];黑龍江大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2786248