鈦酸鋇納米陣列二次諧波特性的研究

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1、分類(lèi)號(hào)學(xué)號(hào)M201570155學(xué)校代碼10487密級(jí)碩士學(xué)位論文鈦酸鋇納米陣列二次諧波特性的研究學(xué)位申請(qǐng)人：殷媛媛學(xué)科專(zhuān)業(yè)：光學(xué)指導(dǎo)教師：陸培祥教授答辯日期：2018年11月15日ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofScienceStudyofSecond-HarmonicGenerationPropertiesinBaTiO3Nano-arraysCandidate:YuanyuanYinMajor:OpticsSupervisor:

2、Prof.PeixiangLuHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaNovember,2018獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研宄工作及取得的研究成見(jiàn)。盡我所知，除文中已經(jīng)標(biāo)明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果。對(duì)本文的研究做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均己在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：曰期／：年／／月／曰學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)

3、位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，Ｂ卩：學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)華中科技大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。保密□，在年解密后適用本授權(quán)書(shū)。本論文屬于不保密Ｖ“”（請(qǐng)?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打Ｖ）學(xué)位論文作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：丨：丨＞／細(xì)＂月曰期：＞丨姅／月７曰曰期以曰華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要在激光被發(fā)明之后的半個(gè)世紀(jì),非線(xiàn)性光學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)被廣泛發(fā)展和應(yīng)用。非線(xiàn)性

4、光學(xué)（NonlinearOptical,NLO）效應(yīng)有不同的類(lèi)型，例如諧波產(chǎn)生、非線(xiàn)性光吸收、非線(xiàn)性光折射、超快過(guò)程和光孤子。從人類(lèi)最初觀察到NLO現(xiàn)象以來(lái)，二次諧波（Second-HarmonicGeneration,SHG）一直是一個(gè)重要的研究領(lǐng)域，這是一個(gè)參數(shù)非線(xiàn)性過(guò)程，其中兩個(gè)具有相同頻率的光子被NLO材料吸收，另一個(gè)具有雙倍頻率的光子被輻射?；赟HG的產(chǎn)生機(jī)制，SHG信號(hào)具有穩(wěn)定性、可調(diào)諧性、相干性、超快響應(yīng)性和偏振敏感性等特點(diǎn)。對(duì)于開(kāi)發(fā)SHG在生命科學(xué)和光電子學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，納米尺度材料特性的研究尤其重要，目前，這種材料是非中心對(duì)稱(chēng)的晶體，如鈦酸鋇

5、（BaTiO3,BTO），由于具有很強(qiáng)的二階非線(xiàn)性光學(xué)特性，在生物成像方面具有很重要的應(yīng)用價(jià)值。本論文中，對(duì)BTO納米陣列的制備及其SHG的特性展開(kāi)了研究，主要內(nèi)容如下：（1）應(yīng)用納米球刻蝕（NanosphereLithography,NSL）技術(shù)和脈沖激光沉積（PulsedLaserDeposition,PLD）技術(shù)，制備了周期排列的BTO納米三角陣列和相同條件的薄膜，并利用原子力顯微鏡（AtomicForceMicroscopy,AFM）和掃描電子顯微鏡（ScanningElectronicMicroscopy,SEM），分別對(duì)BTO納米陣列和薄膜的形貌進(jìn)

6、行表征，結(jié)果表明制備的BTO納米三角陣列排列均勻有序，BTO薄膜表面均勻且平整。（2）采用紫外-可見(jiàn)（UV-visible）分光光譜儀測(cè)試了不同尺寸的BTO納米三角陣列和薄膜的透射光譜，結(jié)果表明，BTO納米三角陣列和薄膜在UV-visible區(qū)域內(nèi)有較高的透過(guò)率，在長(zhǎng)波部分表現(xiàn)出很好的透射性。通過(guò)光學(xué)帶隙圖可知，不同尺寸納米陣列的光學(xué)帶隙值有微小差異；BTO薄膜的光學(xué)帶隙值隨著退火溫度的升高而增大；對(duì)BTO納米陣列進(jìn)行退火處理，發(fā)現(xiàn)其光學(xué)帶隙值也發(fā)生了改變。（3）利用自主搭建的透射式顯微共焦測(cè)試系統(tǒng)深入研究了BTO納米三角陣I華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文列和薄膜的

7、SHG特性。重點(diǎn)測(cè)試了BTO納米陣列和薄膜的偏振響應(yīng)特性，即SHG信號(hào)強(qiáng)度隨入射光偏振態(tài)的變化規(guī)律，結(jié)果表明對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合得到的曲線(xiàn)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合得很好；退火處理后的BTO納米陣列和薄膜的SHG信號(hào)有明顯增強(qiáng)；通過(guò)計(jì)算面積歸一化系數(shù)，我們對(duì)比了在相同激發(fā)條件下BTO納米陣列和薄膜的SHG信號(hào)強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)相對(duì)于BTO薄膜，BTO納米陣列的SHG信號(hào)顯著增強(qiáng)。關(guān)鍵詞：納米球刻蝕脈沖激光沉積BTO納米陣列二次諧波II華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractThefieldofNonlinearOptics(NLO)hasgreatlydevelopedinthepas

8、thalf-centurywithad