Z-扫描非线性光学表征技术

目录
序言
前言
物理量名称及符号表
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 三阶非线性光学表征技术简介 3
1.3 简述三阶非线性光学材料 4
1.3.1 有机分子材料 5
1.3.2 玻璃 5
1.3.3 铁电薄膜 6
1.3.4 半导体材料 6
1.3.5 二维材料 7
1.3.6 近零折射率材料 7
1.4 本书内容概述 7
参考文献 8
第2章 三阶非线性光学效应的物理机理 15
2.1 电子云畸变 15
2.2 分子再取向效应 17
2.3 电致伸缩 20
2.4 布居数重新分布 21
2.4.1 两能级系统 22
2.4.2 半导体 24
2.5 两光子吸收 26
2.5.1 单光束两光子吸收 27
2.5.2 两光束两光子吸收 28
2.6 三光子吸收 31
2.7 激发态吸收 33
2.7.1 饱和吸收 33
2.7.2 反饱和吸收 38
2.7.3 自由载流子吸收 39
2.7.4 多光子感应激发态吸收 40
2.8 热致光学非线性 42
参考文献 45
第3章 三阶非线性光学表征技术 47
3.1 背景介绍 47
3.2 简并四波混频 47
3.2.1 理论 49
3.2.2 实验 57
3.3 近简并三波混频 61
3.3.1 理论 61
3.3.2 实验 62
3.4 光克尔门和椭圆旋转法 63
3.4.1 理论 65
3.4.2 实验 67
3.5 两波耦合法 69
3.5.1 理论 70
3.5.2 实验 71
3.6 三次谐波产生 73
3.6.1 理论 74
3.6.2 实验 76
3.7 非线性透过率测量 77
3.7.1 理论 78
3.7.2 实验 81
3.8 空间自相位调制 86
3.8.1 理论 86
3.8.2 实验 87
3.9 Z-扫描技术 88
参考文献 89
第4章 Z-扫描技术 93
4.1 理论基础 93
4.2 Z扫描的定性描述 96
4.3 Z扫描表征纯三阶非线性折射效应 100
4.4 三阶非线性折射和吸收共存时的Z-扫描技术 107
4.5 Z扫描实验注意事项 111
4.5.1 何为远场——小孔光阑的位置 112
4.5.2 光阑孔径的大小和是否离轴 113
4.5.3 薄样品近似——关于样品厚度 114
4.5.4 激光束参数 115
4.5.5 样品质量 116
参考文献 118
第5章 Z-扫描表征高阶非线性光学效应 121
5.1 背景介绍 121
5.2 多光子吸收 121
5.3 两种多光子吸收效应共存 129
5.4 多光子感应激发态吸收 133
5.5 三阶非线性折射与多光子吸收共存 140
5.6 三阶和五阶非线性折射效应共存 145
参考文献 154
第6章 Z-扫描表征饱和非线性光学效应 159
6.1 背景介绍 159
6.2 饱和吸收 160
6.3 两光子吸收饱和 168
6.4 三光子吸收饱和 174
6.5 铯和吸收和两光子吸收共存 181
6.6 饱和克尔非线性 185
参考文献 192
第7章 偏振光Z-扫描技术 196
7.1 背景介绍 196
7.2 椭圆偏振光Z-扫描表征各向同性光学非线性 197
7.2.1 椭圆偏振高斯光束 197
7.2.2 偏振依赖的各向同性三阶非线性极化率 198
7.2.3 纯三阶非线性折射时的椭圆偏振高斯光束Z-扫描技术 199
7.2.4 各向同性光学非线性时的椭圆偏振高斯光束Z-扫描技术 202
7.3 线偏振光Z-扫描表征各向异性光学非线性 204
7.3.1 线偏振光激发下立方晶体中的各向异性非线性极化率 204
7.3.2 表征各向异性光学非线性的线偏振光Z-扫描技术 206
7.4 椭圆偏振光Z扫描表征各向异性光学非线性 210
7.4.1 椭圆偏振光激发下立方晶体中的各向异性非线性极化率 210
7.4.2 表征各向异性折射非线性的椭圆偏振光Z-扫描理论 212
7.4.3 表征各向异性两光子吸收的椭圆偏振光Z-扫描技术 214
7.4.4 各向异性光学非线性的椭圆偏振光Z-扫描技术 217
参考文献 219
第8章 多种改进型Z-扫描技术 221
8.1 背景介绍 221
8.2 帽顶光束Z-扫描 222
8.3 准一维狭缝光束Z-扫描 226
8.4 厚光学介质Z-扫描 230
8.5 遮挡Z-扫描 236
8.6 双色光Z-扫描 238
8.7 双光束时间分辨Z-扫描 240
8.8 反射Z-扫描 241
8.9 I-扫描 242
8.10 Z-扫描表征非局域非线性光学效应 244
参考文献 246
第9章 多种材料的光学非线性特性 250
9.1 典型的溶剂 250
9.2 有机材料 254
9.2.1 共轭分子和聚合物 254
9.2.2 电荷转移分子 258
9.2.3 液晶分子 259
9.3 玻璃 265
9.4 铁电薄膜 272
9.5 半导体 276
9.5.1 体（三维）半导体 277
9.5.2 低维半导体 279
9.6 二维材料 284
9.6.1 石墨烯家族 285
9.6.2 二维硫化物 289
9.6.3 二维氧化物 293
9.7 近零折射率材料 297
参考文献 299