光学非线性的偏振Z扫描理论和实验研究

摘要

非线性光学材料有着重要的应用价值，对材料非线性光学性质的表征也有着很多方法。其中，Sheik-Bahac等人提出了Z扫描方法，由于采用单光束测量，灵敏度高，操作简单等优点已经在测量材料的非线性光学性质方面得到了广泛应用。使用Z扫描方法，可以同时测量材料的非线性折射和非线性吸收的大小和符号。在传统的Z扫描方法中，使用的入射光是线偏振光，没有考虑到其它偏振光入射的情况。然而，非线性光学性质与入射光偏振态的依赖关系对非线性光学的应用有着重要的意义，有待我们去探究。
　　 在本论文中，我们对传统的Z扫描实验进行了改进，分别使用线偏振光，圆偏振光和椭圆偏振光作为入射光，研究了材料的非线性光学性质和入射光偏振态的依赖关系。我的工作主要分为三部分：不同偏振态下非线性折射的研究；不同偏振态下非线性吸收的研究；闭孔Z扫描实验中热效应的研究。
　　 本论文的主要内容为：
　　 (1)第一章为综述，概述了非线性光学效应，测量材料非线性光学性质的方法和本论文主要工作及意义。
　　 (2)第二章详细研究了非线性折射的偏振依赖特性。对不同偏振光下的闭孔Z扫描理论进行了分析，并从实验上研究了甲苯非线性折射的偏振依赖关系。
　　 (3)第三章主要介绍了偏振开孔Z扫描的实验方法，研究了甲苯的非线性吸收与入射光偏振态的依赖关系，并对甲苯的多光子吸收类型进行了分析。
　　 (4)第四章对热效应进行了研究，分析了热效应信号对实验曲线的影响，提出了非线性椭圆旋转Z扫描方法，并且在实验中验证了非线性椭圆旋转Z扫描去除热效应的可行性。
　　 (5)第五章为小结，总结了本文的主要内容并对下一步的工作进行了展望。