测量材料三阶非线性折射系数的飞秒Z扫描实验研究

• 作 者: 吴东琪
• 机 构: 华南师范大学
• 出 处: 华南师范大学
• 发表日期: 2015年期
• 关键词: Z扫描实验 数据处理 飞秒激光 响应时间 测量材料 非线性折射系数

本文采用半峰值宽度为35飞秒的激光对二硫化碳样品，进行Z扫描实验，测量二硫化碳的三阶非线性折射系数n2。但是，本文的实验结果与他人使用半峰宽为27皮秒的激光对相同样品的进行的Z扫描的实验结果相比，小56倍。通过对关于飞秒Z扫描的文献的阅读也可以发现类似的情况。为了解释两种实验的结果不同的原因，本文开展了一系列研究工作。　　本文独立完成了对于Z扫描实验等的实验光路搭建，和在前人的基础上，完成了实验软件系统的编程工作。为了排除某些可能的对实验结果进行干扰的因素，搭建了泵浦-探测法实验装置，并使用类似于Z扫描的软件系统，阅读与非线性光学相关的文献，进行了二硫化碳的泵浦-探测法实验，实验结果表明，样品和光源性能不存在问题。　　对比泵浦-探测实验和Z扫描两者的实验数据处理的数学模型，为了改进Z扫描实验数据处理方法，进一步考虑二硫化碳系统响应时间对数据结果的影响，提出新的处理Z扫描实验结果的数学模型。通过使用新的数据处理模型，本文分析他人文献的飞秒Z扫描二硫化碳的实验结果，可以得出如下结论:使用新的模型处理数据，不论激光的半峰宽为何值，对二硫化碳样品进行的Z扫描实验，实验结果都为相同的数量级。本文工作进行的激光的半峰宽为35飞秒的二硫化碳Z扫描实验用新的数学模型计算，三阶非线性折射系数n2为2.3×10-18m2/W;而他人使用激光光源的半峰宽为27皮秒对二硫化碳的进行的Z扫描实验的实验结果，三阶非线性折射系数n2为3.1×10-18m2/W.可以说，新的数学模型解决了旧的数学模型不能解决的问题。