型非线性光学材料研究

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1、摘要非线性光学和相关学科的发展在很大程度上得益于新型非线性光学材料的出现和应用。近年来，非线性光学材料的发展非常迅速，除常规的宏观体块材料外，微结构的引入使得非线性光学材料的范围拓展到了纳米材料，而超材料的出现更是为非线性光学材料的发展带来了新的契机。本文在宏观体块材料方面介绍了几类综合性能好的新型无机、有机非线性光学材料；在微结构非线性光学材料方面概述了光学超晶格等在设计方法上的进展，介绍了几种新型微结构材料的功能及实验结果，讨论了微结构对光学非线性的增强及应用价值；超材料方面，着重叙述了对超材料的非线性光学效应的研究近况，评述了超材料对光学非线性的放大机制和应用前

2、景。关键词：非线性光学材料无机有机微结构超材料byABSTRACTThediscoveryofnewnonlinearopticalmaterialplaystheveryimportantroleinthehistoryofnonlinearoptics(NLO).Thisthesissummarizedthepresentresearchstatusofnonlinearopticalmaterials.PartofthenovelinorganicandorganicNLOmaterialshavebeenreviewed,includingthenonline

3、aropticalpropertiesandotherfeatures.Withthedevelopmentofnano-photonics,theNLOmaterialswithorderedmicrostructureshavemaderemarkableprogresses.Therecentrevolutionarydiscoveryofthemeta-materialswhichcanenhancethenonlinearopticeffectsbyseveralmilliontimesisalsodiscussed.AllthesenovelNLOmate

4、rialshaveimportantpotentialapplicationsespeciallywhentheyareintegratedbyproperlydesigning.Keywords:nonlinearopticalmaterialinorganicorganicmicrostructuremeta-material目录摘要iABSTRACTiii第一章绪论1§1.1非线性光学材料的发展和研究意义11.1.1常规非线性光学材料11.1.2微结构非线性光学材料11.1.3超材料（meta-material）的光学非线性21.1.4探索新型非线性光学材料的意

5、义2§1.2本论文的内容安排2第二章新型无机非线性光学材料5§2.1深紫外非线性光学晶体KBBF及同族物52.1.1氟代硼铍酸钾晶体（KBe2BO3F2：KBBF）简介52.1.2KBBF的微观结构对光学非线性的影响62.1.3KBBF的综合性能、缺点与解决途径62.1.4KBBF在前沿领域的应用72.1.5KBBF的同族化合物RBBF(RbBe2BO3F2)7§2.2红外非线性光学晶体82.2.1ABC2型黄铜矿结构化合物新进展92.2.2新型硫属化物红外非线性光学晶体92.2.3AMX3型金属卤化物10§2.3无机非线性光学玻璃新进展102.3.1无机非线性光学玻

6、璃简介102.3.2激光诱导晶化新进展11第三章新型有机非线性光学材料13§3.1有机非线性光学材料概述133.1.1有机分子的光学非线性响应的微观机制133.1.2有机二阶非线性光学材料143.1.3有机三阶非线性光学材料14§3.2有机二阶非线性光学材料新进展153.2.1新型二阶有机非线性光学发色团153.2.2新型超支化高分子骨架163.2.3新型有机二阶非线性光学晶体17§3.3有机双光子吸收材料新进展19§3.4碳纳米管的光学非线性203.4.1碳纳米管的三阶非线性光学响应203.4.2碳纳米管用于光限幅21§3.5C60的光学非线性213.5.1C60光

7、学非线性的提高213.5.2C60分子用于高次谐波的产生22第四章新型微结构非线性光学材料23§4.1新型光学超晶格研究进展234.1.1光学超晶格概述234.1.2多重准相位匹配与耦合参量过程244.1.3可实现三基色的全固态激光输出的新型超晶格254.1.4可实现光学功能集成的非周期超晶格254.1.5新型二维光学超晶格中的非线性Cerenkov辐射26§4.2非线性光子晶体新进展274.2.1光子晶体增强非线性效应光学的原因284.2.2用于全光开关的新型非线性光子晶体284.2.3光子晶体光纤的非线性光学效应30§4.3表面等离激元对非线性光