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《华东师范大学》 2005年
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碲铌氧化物玻璃与花菁染料薄膜的光学特性研究

赵振宇  
【摘要】:在信息技术飞速发展的当今社会,以全光通讯为主的光开关、光存储和光 学逻辑系统器件,由于具有巨大的应用潜力而备受关注。在这一领域内非线性 光学材料对器件开发起着技术支撑的作用,因此近年来有关非线性光学材料的 研究成果层出不穷。 目前最受关注的非线性光学材料包括半导体材料、有机高分子材料和非线 性光学玻璃材料等。其中非线性光学玻璃材料的三阶非线性光学性能虽然不及 部分有机高分子材料和半导体晶体材料,但却具有比后两者高得多的综合品质 因数和光纤耦合性能。同时,具有优良的热稳定性和化学稳定性;有机花菁染 料在光学显像、光化学等领域有着广泛的应用,其非线性特性也正逐步受到关 注,特别是有机材料可以制备光电功能薄膜;以上两种材料制备工艺简单且成 本较低,因而成为近来各国的研究热点。 在非线性光学玻璃材料中,碲酸盐系统玻璃材料凭借优良的综合品质、较 高三阶非线性光学极化率、超快光学响应、较宽的红外透过窗口、较好的化学 稳定性和较低的熔化温度而备受关注,而以铌碲酸盐系统为基础的新型碲酸赫 系统重金属氧化物玻璃则表现出更为优秀的综合品质,极有希望成为制作新型 光学器件的理想材料。 在本研究中,我们对TeO2-Nb2O5-TiO2系统重金属氧化物玻璃和掺入适当的 稀土离子的TeO2-Nb2O5-ZnO系统玻璃网络结构与线性、非线性光学性能之间 关系进行了研究和探讨,主要结论如下: 1. 利用前向简并四波混频法(DFWM)测定TeO2-Nb2O5-TiO2系统玻璃的 三阶非线性极化率X(3) 为120-156×10-13esu,晌应时间可达53ps量级, 系统分析了网络形成体TeO2与网络修饰体Nb2O5和TiO2含量交替变化 对玻璃局部结构的改变,探讨了非线性光学效应源于Te-O配体的电子 云极化; 2. 在TeO2-Nb2O5-ZnO系统玻璃中掺入适当的镧系离子,可以获得更好的 三阶非线性光学性能。含0. 1、 0. 25、 0. 5wt%Eu3+的TeO2-Nb2O5-ZnO 系统玻璃在532nm处的X(3) 值随着Eu3+的上升而增强,探讨了Eu3+的 4f、5d轨道电子云畸变对三阶非线性极化的贡献; 3. 掺入镧系三氧化二物(Lu2O3、 Dy2O3) 后玻璃的三阶光学非线性受稀土
【学位授予单位】:华东师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:O484.41

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