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反射4f相位相干成像法测量材料表面光学非线性的研究

作 者: 蔡琦婧
导 师: 宋瑛林
学 校: 苏州大学
专 业: 光学
关键词: 表面光学非线性 单脉冲 反射4 f相位相干成像 布儒斯特角
分类号: O437
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 23次
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内容摘要


非线性光学这门学科问世已经有60年了,伴随着他的发展,人们对材料的认识也从高维发展到低维,如从三维的体块材料到二维的表面、薄膜材料。同时,人们也在积极探索研究测量材料表面光学非线性的方法。反射Z-扫描就是一种装置简单、灵敏度高的测量方法。但是其多脉冲的测量手段会给材料表面带来一定的损伤。为了解决这一问题,本文提出了一种新型的单脉冲测量材料表面光学非线性的技术——反射4 f相位相干成像技术。本文详细的介绍了反射4 f相位相干成像技术的理论基础,他是建立在泽尼克相位相衬的原理之上,利用光束畸变原理的一种单脉冲测量手段。通过使用CCD记录经非线性样品反射后的光束中振幅和相位的变化,与入射的光束进行比较,来得到我们所需的三阶非线性折射系数和非线性吸收系数。这种测量技术主要有以下几个优点:实验装置简单,测量精度高,单脉冲的测量不仅可以减少对样品的损伤,也可以用来研究材料的动态非线性特征,同时由于在入射面上使用了相位物体,可以判断出非线性系数的符号。在提出理论模型后,利用数值模拟的方法计算了一些参数对实验结果的影响。如材料的线性折射率、线性吸收系数、入射光能量以及入射角度等等。发现当入射角度接近材料的布儒斯特角时,测量的精度将有很大的提高。这对本实验有重要的意义,他使低强度的脉冲测量材料表面光学非线性成为可能,大大扩大了本技术的测量范围。

全文目录


中文提要  4-5
Abstract  5-9
第一章 绪论  9-17
  引言  9-10
  1.1 三阶光学非线性概论  10-11
  1.2 三阶光学非线性测量技术简介  11-14
  1.3 测量材料表面非线性技术的研究现状  14-16
  1.4 本论文研究的意义及主要内容  16-17
第二章 Z-扫描技术和4 f 相位相干成像技术  17-33
  引言  17
  2.1 Z-扫描技术  17-23
    2.1.1 Z-扫描技术的理论模型  17-21
    2.1.2 有关Z-扫描技术的计算和公式  21-23
  2.2 4 f 相位相干成像技术  23-31
    2.2.1 泽尼克相位相衬原理  24-25
    2.2.2 4 f 相位相干成像技术基本理论原理  25-29
    2.2.3 4 f 相位相干成像技术同时测量材料的非线性吸收与折射  29-31
  2.3 比较Z-扫描技术与4 f 相位相干成像技术  31-32
  小结  32-33
第三章 测量材料表面光学非线性  33-45
  引言  33
  3.1 反射Z-扫描技术  33-38
  3.2 反射4 f 相位相干成像技术  38-44
    3.2.1 反射4 f 相位相干成像技术理论模型  38-41
    3.2.2 反射4 f 相位相干成像技术的模拟结果  41-44
  小结  44-45
第四章 反射4 f 相位相干成像技术的理论计算及其优化设计  45-54
  引言  45
  4.1 各参数对反射4 f 相位相干成像技术的影响  45-49
  4.2 入射角度对ΔT 的影响及优化设计  49-53
  小结  53-54
第五章 结论  54-56
参考文献  56-60
攻读硕士学位期间所发表的论文  60-61
致谢  61-62

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中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 光学 > 非线性光学(强光与物质的作用)
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