硫化铅、硫化锌量子点的光物理特性研究

摘要

近些年来，随着光电科技不断的发展，非线性光学成为了光电技术中不得分割的一部分，并与其他的研究领域形成了一系列的交叉科学。半导体量子点材料因其独特的量子限域效应、表面效应和较强的非线性光学效应等，在光开关、光限幅、光通信等领域呈现出非常广阔的应用领域。因此，半导体量子点的光物理特性研究已经成为了21世纪的研究前沿，并对未来科学技术的进步起到了深远的影响。
　　本文以水溶性PbS、ZnS、Ag2S量子点溶液为研究对象，对其光物理特性，尤其是非线性光学特性进行了较为深入的研究。
　　文章介绍了非线性光学和半导体量子点材料的发展和研究现状，系统综述了传统Z扫描技术和Top-hat挡板Z扫描技术的实验装置和理论分析，对三种水溶性量子点溶液的制备及表征也做了较为详细的说明。
　　基于Top-hat光束Z扫描技术，我们搭建了实验光路。在纳秒、皮秒、飞秒脉冲宽度下对三种样品进行了非线性吸收特性和非线性折射特性进行了研究，计算了非线性吸收系数、非线性折射系数和三阶非线性极化率。同时，在飞秒脉冲宽度下比较了三种样品非线性光学特性的大小，分析了不同的激光波长和脉冲宽度对其非线性光学特性的影响。我们的研究为深入的探索半导体量子点材料的非线性光学效应方面提供了切实的理论依据。

目录

摘要

第1章 绪论

1．1 非线性光学简介

1．1．1 非线性光学的发展历程

1．1．2 非线性光学的基本理论

1．1．3 三阶非线性光学效应

1．1．4 非线性光学材料的应用

1．2 半导体量子点材料简介

1．2．1 半导体纳米材料的研究进展

1．2．2 半导体量子点的基本物理效应

1．2．3 半导体材料的能带理论

1．3 本文研究的目的和意义

1．4 本文研究的主要内容

第2章 Z扫描技术介绍

2．1 Z扫描技术简介

2．2 传统Z扫描技术的系统模型和基本原理

2．2．1 开孔Z扫描技术

2．2．2 闭孔Z扫描技术

2．2．3 三阶非线性极化率

2．3 Tophat挡板Z扫描技术

2．3．1 Top-hat挡板Z扫描技术简介

2．3．2 Top-hat挡板Z扫描技术的实验装置和理论分析

2．4 本章小结

第3章 量子点的制备与表征

3．1 量子点制备方法简介

3．1．1 金属有机化合法

3．1．2 水相合成法

3．2 量子点的制备与表征

3．2．1 水溶性PbS量子点的制备与表征

3．2．2 水溶性Ag2S量子点的制备与表征

3．2．3 水溶性ZnS量子点的制备与表征

3．3 本章小结

第4章 量子点材料Z扫描实验的结果与分析

4．1 纳秒激光脉冲作用下的Top-hat光束Z扫描实验

4．1．1 实验装置和实验条件

4．1．2 实验结果及分析

4．2 皮秒激光脉冲作用下的Top-hat光束Z扫描实验

4．2．1 实验装置和实验条件

4．2．2 实验结果及分析

4．3 飞秒激光脉冲作用下的Top-hat光束Z扫描实验

4．3．1 实验装置和实验条件

4．3．2 实验结果及分析

4．4 本章小结

结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文

声明