金银纳米粒子的飞秒激光制备及光学非线性研究.pdf

《金银纳米粒子的飞秒激光制备及光学非线性研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、中文摘要金属纳米粒子在与光作用时会出现表面等离子体共振效应，这种效应会引起局域电场增强，可以使金属纳米材料具有大的光学非线性极化率及超快的响应速度。具有大的光学非线性和超快的响应的材料是制备超快光电器件关键。研究金属纳米颗粒的光学非线性有助于理解能量在电子．电子、电子．声子、声子一声子之间转移的过程，弄清非线性的产生机制。金银等贵金属纳米粒子的表面等离子体共振峰在可见光范围内，因此受到了更广泛的研究重视。本论文研究了金银纳米粒子的光学非线性。简要阐述金银靶材烧蚀的动力学过程，采用飞秒激光烧蚀法制备了金银纳米粒子。利用飞秒激光开孔Z—scan技术，研

2、究了能量、重复频率对金银纳米粒子光学非线性吸收性质的影响。研究发现，在波长为400nm能量较低的飞秒激光脉冲作用下，金纳米粒子呈现出反饱和吸收的性质，而银纳米粒子呈现饱和吸收特性。随着能量增大，银纳米粒子还呈现出由饱和吸收向反饱和吸收转化的现象。并且激光重复频率对开孔z—scan实验曲线的对称性也有影响。另外，利用飞秒激光泵浦一探测技术研究了金银纳米粒子的超快光动力学过程。通过理论分析得出金银纳米粒子的特征弛豫时间。关键词：非线性光学；飞秒激光；Z～扫描；泵浦一探测；纳米粒子ABSTRACTMetalnanoparticlesshowsurface

3、plasmonresonanceundertheexcitationofthelight．Theeffectcallleadtotheenhancementoflocalfield，whichmakesthatthemetalnanoparticlesexhibitlargeopticalnonlinearityandultrafastresponse．Thematerialswithlargeopticalnonlinearityandultrafastresponsearethekeytothepreparationofultrafastopt

4、oelectronicdevices．TheresearchofopticalnonlinearityofmetalnanoparticleshelpsUStounderstandtheprocessofenergytransferbetweentheelectronandelectron，electronandphonon，phononandphonon，andhelpsUStoclarifytheoriginofopticalnonlinearity．Thesurfaceplasmonresonancepeakofgoldandsilverna

5、nopartielesisinthevisiblerange，whichattractsattentionofscientists．Inthisthesistheopticalnonlinearityofgoldandsilvernanoparticlesisinvestigated．Firstly,goldandsilvernanoparticlesarepreparedbyusingfemtosecondlaserablationandthedynamicsofablationprocessisdescribed．Opticalnonlinea

6、rabsorptionofgoldandsilvernanoparticlesisreserchedatdifferentrepetitionrate．anddifferentenergybyusingfemtosecondlaseropenZ—scantechnology．Wefoundthatgoldnanoparticlesshowthereversesaturableabsorptioninthewavelengthof400nm．While，silvernanoparticlesshowasaturableabsorptionatlowe

7、nergy，andshowsthetransformationfromsaturableabsorptiontoreversesaturableabsorption．Furthermore，wefoundthatthesymmetryofexperimentalcurveisaffectedbyrepetitionrate．Finaly,theultrafastdynamicprocessofgoldandsilvernanoparticlesisresearchedbyusingfemtosecondlaserpump-probetechnolo

8、gy．Thecharacteristicrelaxationtimeofgoldandsilvernanoparticle