富勒烯甲苯溶液的激发态吸收动力学研究

摘要

由于富勒烯材料具有大光学非线性系数和快速响应时间，在光限幅、全光开关、光学信息处理、光通讯等领域有着广阔的应用前景，一直是光学非线性材料的研究热点。
　　在富勒烯球状分子中含有大量的离域π电子，形成了三维π电子共轭体系，有着良好的光学非线性。目前，对富勒烯光限幅性能有了不少的研究，对富勒烯激发态吸收动力学和折射动力学也有研究，但大多在简并情况下进行，非简并情况下的研究还较少。本文分别采用Z-scan技术和非简并泵浦探测技术，对富勒烯C60和C70甲苯溶液的激发态吸收动力学做了研究，得到主要的激发态光物理参数。
　　在本论文中，首先介绍了泵浦探测技术的基本原理和非简并泵浦探测系统装置，给出了分析分子激发态动力学过程的五能级模型。通过理论上设定不同参数值，详细分析了非简并泵浦探测方法中，分子激发态各个参数对探测光归一化透过率的影响。在纳秒时域采用532nm波长进行了Z-scan实验，将结果与之前报道的简并情况下光物理参数做出比较；接着在皮秒时域采用532nm波长泵浦光和600nm波长探测光对样品进行实验，结果表明样品具有反饱和吸收特性，光学非线性机制为激发态机制。同时通过数值模拟得到了样品的光物理参数，并将非简并情况下的结果与简并情况下的结果进行比较，做出详细分析和讨论。

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第一章 绪 论

1.1 非线性光学简介

1.2 富勒烯材料光学非线性研究概况

1.3 本论文的研究意义和主要内容

第二章 泵浦探测的基本理论

2.1 泵浦探测的基本原理

2.2 非简并泵浦探测的实验装置

2.3 五能级模型

2.4 各个激发态光物理参数对泵浦探测实验结果的影响

2.5 本章小结

第三章 纳秒Z-scan实验

3.1 实验原理

3.2 三能级模型

3.3 实验和结果

3.4 本章小结

第四章 皮秒非简并泵浦探测实验

4.1 非简并泵浦探测实验

4.2 结果与分析

4.3 本章小结

第五章 结 论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文

致谢