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光学材料的超快特性及测量研究

作　者: 王宇飞
导　师: 孙真荣
学　校: 华东师范大学
专　业: 光学
关键词: Sagnac干涉仪简并四波混频薄膜材料掺铒碲酸盐玻璃非线性光学飞秒
分类号: TB383
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

本论文的主要工作是利用飞秒激光对薄膜材料和掺铒碲酸盐玻璃材料的光学特性进行研究。具体内容如下：论文第一部分，首先介绍了薄膜材料、掺铒碲酸盐玻璃材料的的研究现状，介绍了几种研究材料光学特性的研究方法，对薄膜材料和掺铒碲酸盐玻璃材料的应用进行了综述。论文第二部分，首先对Sagnac干涉仪测量材料特性的应用进行了回顾，重点介绍了改进型共线时间分辨Sagnac干涉仪的实验原理，详细介绍了实验装置，讨论了实验条件对Sagnac干涉仪的影响。论文第三部分，首先利用共线时间分辨Sagnac干涉仪对金膜、铝膜、钛膜、硅膜和氧化钛膜的光学特性进行了研究，讨论了其光学特性的产生机制。研究表明：金属膜与玻璃基底之间产生的纵向相干声子反射引起的两个声子回波是产生于正时间延迟方向的两个近似于正弦变化的峰，声子回波是由热膨胀引起的热弹性场产生的纵向声子波沿样品自由表面反射形成的；而纵向相干声子是由折射率与拉伸力的耦合产生的，且这两个峰随着时间的延迟，它们的强度越来越小，信号强度的逐渐衰减是由热反射效应引起的；而半导体材料中产生的纵向相干声子反射引起的两个声子回波是引起正时间延迟方向的两个近似于正弦变化的峰，而纵向相干声子是由表面空间电场的突然屏蔽引起的，且这两个峰也随着时间的延迟，它们的强度越来越小。论文第四部分，首先介绍了研究掺铒碲酸盐玻璃非线性光学特性的实验装置，研究在不同激光激发强度和晶格温度下掺铒碲酸盐玻璃的相干偏振相互作用和非线性光学效应。实验表明：对于不同的激光激发强度和晶格温度，由于掺铒碲酸盐玻璃的低声子能量，它的偏振去相时间T₂基本上是不变的；在高激发强度或高晶格温度下，由局域场效应引起的零时间延迟信号逐渐增强；在远离零时间延迟的正时间延迟和负时间延迟方向分别出现了两个边带峰，它们是由库仑相互作用产生的非线性效应引起的。同功率、同温度，不同浓度下，零时间延迟处主峰的逐渐增强是由电子-空穴对能量的重新组合传输到Er³⁺，导致Er³⁺的激发引起的，而信号的上升时间和下降时间的变短是由非共振能量传输引起的。光学材料的超快特性及测量研究最后对本文的主要工作和今后的发展方向进行了总结和展望。

全文目录

中文摘要  7-9
Abstract  9-11
第一章引言  11-22
  1.1 薄膜材料、掺铒碲酸盐玻璃材料概述  11-12
  1.2 薄膜材料、掺铒碲酸盐玻璃材料的研究现状  12-16
  1.3 薄膜材料、掺铒碲酸盐玻璃材料的应用  16-19
  参考文献  19-22
第二章实验方法及原理  22-30
  2.1 引言  22-24
  2.2 Sagnac干涉仪实验装置及原理  24-28
    2.2.1 光路组成  25
    2.2.2 工作原理  25-28
  参考文献  28-30
第三章实验结果分析及其讨论  30-51
  3.1 引言  30-39
  3.2 Sagnac干涉仪的理论分析  39-41
  3.3 实验结果及其理论分析  41-46
  3.4 结论  46-48
  参考文献  48-51
第四章掺铒碲酸盐玻璃材料光学特性研究  51-65
  4.1 引言  51
  4.2 实验装置  51-52
    4.2.1 实验样品制备  51-52
    4.2.2 实验装置图及其原理  52
  4.3 实验结果与讨论  52-62
    4.3.1 碲酸盐玻璃四波混频信号线型  52-58
    4.3.2 激发激光功率对非线性效应的影响  58-59
    4.3.3 温度对非线性效应的影响  59-61
    4.3.4 Er_2O_3掺杂浓度对非线性效应的影响  61-62
  4.4 结论  62-63
  参考文献  63-65
第五章结论及展望  65-67
致谢  67-68
在读期间发表和待发表的学术论文  68

光学材料的超快特性及测量研究

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