搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

用Z-扫描技术研究卟啉铜偶合TiO2/SiO2有机-无机材料的非线性吸收特性

庄晓波 夏海平

引用本文:
Citation:

用Z-扫描技术研究卟啉铜偶合TiO2/SiO2有机-无机材料的非线性吸收特性

庄晓波, 夏海平

Nonlinear absorption properties of Cu(II)meso-tetra(4-sulfonatopheny1) porphine in TiO2/SiO2 organic-inorganic gel using Z-scan technique

Zhuang Xiao-Bo, Xia Hai-Ping
PDF
导出引用
  • 应用溶胶-凝胶技术, 成功地把5,10,15,20-四(4-磺酸苯基)卟啉铜掺杂到SiO2/TiO2无机凝胶中, 制备成有机-无机复合材料. 采用开孔Z-扫描技术, 使用波长532 nm、脉宽7ns的YAG脉冲激光为光源, 测定了不同浓度卟啉铜掺杂的SiO2/TiO2凝胶Z-扫描曲线. 应用Z扫描理论对获得的曲线进行分析与理论拟合, 得到复合材料的非线性吸收系数. 这些非线性吸收是由材料中卟啉铜的单聚体与二聚体的反饱和吸收所引起. 研究表明, 随着掺杂浓度的增大, 复合材料的非线性吸收明显增强. 掺杂浓度为1.11×10-4 (A2), 1.48×10-4 (A3)与3.01×10-4 mol/L (A4)凝胶的非线性吸收系数分别为1.705×10-11, 1.892×10-11和4.854×10-11 m/W. 讨论了单聚体与二聚体的浓度变化对非线性吸收的影响. 随着掺杂浓度的增加, 凝胶中二聚体与多聚体含量的增加, 导致非线性吸收系数的增大. 同时测定了无机材料对该光源的抗激光损伤阈值为~5 J/cm2.
    The Cu(II)meso-tetra(4-sulfonatopheny1) porphines (Cu(II)-TPPS) with various concentrations are incorporated into TiO2/SiO2 to form organic and inorganic composite gels via sol-gel process. With a Nd:YAG laser of 532 nm wavelength and 7 ns pulse width, the curves of Z-scan are measured under the condition of open aperture. Nonlinear absorption parameters of these materials, which are attributed to the reverse saturation absorptions of monomer and dimer of Cu(II)-TPPS, are obtained by fitting the above curves with Z-scan theroy. The result indicates that the nonlinear parameter of gel increases with doping concentration increasing. The nonlinear absorption coefficients of gels in 1.11×10-4 mol/L A2, 1.48×10-4 mol/L A3 and 3.01×10-4 mol/L A4 doping concentration are 1.705×10-11, 1.892×10-11, and 4.854×10-11 m/W, respectively. The effects of monomer and dimer on the nonlinear parameter are discussed. The reduction of the nonlinear parameter results from the increases of dimer and multimer as the doping concentration increases. The damage threshold of the gel is also measured and can reach up to ~5 J/cm2.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 50972061);浙江省自然科学基金(批准号: R4100364);宁波市自然科学基金(批准号: 2012A610115)和宁波大学王宽诚幸福基金资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50972061), the Natural Science Foundation of Zhejiang Province, China (Grant No. R4100364), the Natural Science Foundation of Ningbo, China (Grant No. 2012A610115), and K. C. Wang Magna Fund in Ningbo University.
    [1]

    Shekhar G, Keith K, Pamela P 1992 Opt. Lett. 17 264

    [2]

    Cai X W, Liu C Y, Ding X M, Gu Y, Liu F G 2005 J. Opt. Laser 3 376 (in Chinese) [蔡雄伟, 刘承宜, 丁新民, 顾瑛, 刘凡光 2005 光电子· 激光 3 376]

    [3]

    Bezerra A G, Borissevitch I E, Gomes A S L 2000 Opt. Lett. 25 323

    [4]

    Chen H X, Yan M, Song W B 2002 New Chemical Materials 30 35 (in Chinese) [陈红祥, 严煤, 孙文博 2002 化工新型材料 30 35]

    [5]

    Dou K, Sun X D, Wang X J, Parkhill R, Guo Y, Knobbe E T 1999 IEEE J. Quantum Electron. 35 1004

    [6]

    Arun K S, Bipin B, Braja K M, Chen L 1995 Macromolecules 28 5681

    [7]

    Sheik B M, Said A A, Wei T W 1990 IEEE J. Quantum Electron. 26 760

    [8]

    Zhang X H, Wang D J, Xia H P 2011 Acta Phys. Sin. 60 024210 (in Chinese) [张晓荷, 王冬杰, 夏海平 2011 60 024210]

    [9]

    Wan Q, Wang T H, Lin C L 2003 Nanotechnology 14 L15

    [10]

    Hyun S C, Hanju R, Jae K S 2003 J. Am. Chem. Soc. 125 5850

    [11]

    Zhang X H, Xia H P, Wang D J 2011 J. Chin Ceram Soc. 39 125 (in Chinese) [张晓荷, 夏海平, 王冬杰 2011 硅酸盐学报 39 125]

    [12]

    He Y H, Hui R J, Yi Y P, Shuai Z G 2008 Acta Phys. Chim. Sin. 24 565 (in Chinese) [何远航, 惠仁杰, 易院平, 帅志刚 2008 物理化学学报 24 565]

    [13]

    Zhang B, Liu Z B, Chen S Q, Zhou W Y, Zang W P, Tian J G, Luo D B, Zhu Z A 2007 Acta Phys. Sin. 56 5252 (in Chinese) [张冰, 刘智波, 陈树琪, 周文远, 臧维平, 田建国, 罗代兵, 朱志昂 2007 56 5252]

    [14]

    Sun J, Fan H L, Wang X Q 2009 Chin. Opt. Lett. 9 2417 (in Chinese) [孙晶, 范贺良, 王新强 2009 中国激光 9 2417]

    [15]

    Zhang K, Wang F F, Zhu B H, Gu Y Z, Guo L J 2010 Acta Photon. Sin. 39 11 (in Chinese) [张琨, 王芳芳, 朱宝华, 顾玉宗, 郭立俊 2010 光子学报 31 11]

  • [1]

    Shekhar G, Keith K, Pamela P 1992 Opt. Lett. 17 264

    [2]

    Cai X W, Liu C Y, Ding X M, Gu Y, Liu F G 2005 J. Opt. Laser 3 376 (in Chinese) [蔡雄伟, 刘承宜, 丁新民, 顾瑛, 刘凡光 2005 光电子· 激光 3 376]

    [3]

    Bezerra A G, Borissevitch I E, Gomes A S L 2000 Opt. Lett. 25 323

    [4]

    Chen H X, Yan M, Song W B 2002 New Chemical Materials 30 35 (in Chinese) [陈红祥, 严煤, 孙文博 2002 化工新型材料 30 35]

    [5]

    Dou K, Sun X D, Wang X J, Parkhill R, Guo Y, Knobbe E T 1999 IEEE J. Quantum Electron. 35 1004

    [6]

    Arun K S, Bipin B, Braja K M, Chen L 1995 Macromolecules 28 5681

    [7]

    Sheik B M, Said A A, Wei T W 1990 IEEE J. Quantum Electron. 26 760

    [8]

    Zhang X H, Wang D J, Xia H P 2011 Acta Phys. Sin. 60 024210 (in Chinese) [张晓荷, 王冬杰, 夏海平 2011 60 024210]

    [9]

    Wan Q, Wang T H, Lin C L 2003 Nanotechnology 14 L15

    [10]

    Hyun S C, Hanju R, Jae K S 2003 J. Am. Chem. Soc. 125 5850

    [11]

    Zhang X H, Xia H P, Wang D J 2011 J. Chin Ceram Soc. 39 125 (in Chinese) [张晓荷, 夏海平, 王冬杰 2011 硅酸盐学报 39 125]

    [12]

    He Y H, Hui R J, Yi Y P, Shuai Z G 2008 Acta Phys. Chim. Sin. 24 565 (in Chinese) [何远航, 惠仁杰, 易院平, 帅志刚 2008 物理化学学报 24 565]

    [13]

    Zhang B, Liu Z B, Chen S Q, Zhou W Y, Zang W P, Tian J G, Luo D B, Zhu Z A 2007 Acta Phys. Sin. 56 5252 (in Chinese) [张冰, 刘智波, 陈树琪, 周文远, 臧维平, 田建国, 罗代兵, 朱志昂 2007 56 5252]

    [14]

    Sun J, Fan H L, Wang X Q 2009 Chin. Opt. Lett. 9 2417 (in Chinese) [孙晶, 范贺良, 王新强 2009 中国激光 9 2417]

    [15]

    Zhang K, Wang F F, Zhu B H, Gu Y Z, Guo L J 2010 Acta Photon. Sin. 39 11 (in Chinese) [张琨, 王芳芳, 朱宝华, 顾玉宗, 郭立俊 2010 光子学报 31 11]

  • [1] 王沅倩, 何军, 肖思, 杨能安, 陈火章. MoS2溶液的波长选择性光限幅效应研究.  , 2014, 63(14): 144204. doi: 10.7498/aps.63.144204
    [2] 刘义, 张清, 李海金, 李勇, 刘厚通. Sr掺杂钙钛矿型氧化物Y1-xSrxCoO3的溶胶-凝胶制备及电阻率温度关系研究.  , 2013, 62(4): 047202. doi: 10.7498/aps.62.047202
    [3] 陆晶晶, 冯苗, 詹红兵. 氧化石墨烯/壳聚糖复合薄膜材料的制备及其非线性光限幅效应的研究.  , 2013, 62(1): 014204. doi: 10.7498/aps.62.014204
    [4] 李卓斌, 林常规, 聂秋华, 徐铁峰, 戴世勋. GeS2-Ga2S3-CsCl玻璃的三阶非线性光学性能研究.  , 2012, 61(10): 104207. doi: 10.7498/aps.61.104207
    [5] 王德义, 高书霞, 李刚, 赵鸣. 溶胶-凝胶法制备Li-N双掺p型ZnO薄膜的结构、光学和电学性能.  , 2010, 59(5): 3473-3480. doi: 10.7498/aps.59.3473
    [6] 袁艳红, 苗润才. 多壁碳纳米管光限幅特性的研究.  , 2009, 58(2): 1276-1279. doi: 10.7498/aps.58.1276
    [7] 王晓栋, 沈军, 王生钊, 张志华. 椭偏光谱法研究溶胶-凝胶TiO2薄膜的光学常数.  , 2009, 58(11): 8027-8032. doi: 10.7498/aps.58.8027
    [8] 龚华平, 吕志伟, 林殿阳, 刘松江. 非聚焦条件下CS2介质中受激布里渊散射光限幅特性的研究.  , 2007, 56(9): 5263-5268. doi: 10.7498/aps.56.5263
    [9] 梁丽萍, 张 磊, 盛永刚, 徐 耀, 吴 东, 孙予罕, 蒋晓东, 魏晓峰. 溶胶-凝胶ZrO2-TiO2高折射率光学膜层的抗激光损伤性能研究.  , 2007, 56(6): 3596-3601. doi: 10.7498/aps.56.3596
    [10] 龚华平, 吕志伟, 林殿阳, 吕月兰. 透镜焦距对受激布里渊散射光限幅特性的影响.  , 2006, 55(6): 2735-2739. doi: 10.7498/aps.55.2735
    [11] 梁丽萍, 徐 耀, 张 磊, 吴 东, 孙予罕, 李志宏, 吴忠华. 溶胶-凝胶方法制备ZrO2及聚合物掺杂ZrO2单层光学增反射膜.  , 2006, 55(8): 4371-4382. doi: 10.7498/aps.55.4371
    [12] 梁丽萍, 张 磊, 徐 耀, 章 斌, 吴 东, 孙予罕, 蒋晓东, 魏晓峰, 李志宏, 吴忠华. PVP掺杂-ZrO2溶胶-凝胶工艺制备多层激光高反射膜的研究.  , 2006, 55(11): 6175-6184. doi: 10.7498/aps.55.6175
    [13] 刘军辉, 毛艳丽, 马文波, 吴谊群, 韩俊鹤, 翟凤潇. 一种新的芴类衍生物的三光子吸收诱导荧光和光限幅效应研究.  , 2005, 54(11): 5173-5177. doi: 10.7498/aps.54.5173
    [14] 陶卫东, 董建峰, 夏海平, 白贵儒, 陆祖康. 微米手性晶粒凝胶玻璃的制备及其消偏振效应.  , 2004, 53(3): 891-894. doi: 10.7498/aps.53.891
    [15] 赵明磊, 王春雷, 王矜奉, 陈洪存, 钟维烈. 溶胶-凝胶法制备的高压电常数(Bi0.5Na0.5)1-xBaxTiO3系无铅压电陶瓷.  , 2004, 53(7): 2357-2362. doi: 10.7498/aps.53.2357
    [16] 曾惠丹, 曲士良, 姜雄伟, 邱建荣, 朱从善, 干福熹. 飞秒激光作用下金掺杂硅酸盐玻璃的光致晶化研究.  , 2003, 52(10): 2525-2529. doi: 10.7498/aps.52.2525
    [17] 何志巍, 甄聪棉, 兰 伟, 王印月. 溶胶-凝胶法制备纳米多孔SiO2薄膜.  , 2003, 52(12): 3130-3134. doi: 10.7498/aps.52.3130
    [18] 何国华, 张俊祥, 叶莉华, 崔一平, 李振华, 来建成, 贺安之. 一种新型有机染料的宽带双光子吸收和光限幅特性的研究.  , 2003, 52(8): 1929-1933. doi: 10.7498/aps.52.1929
    [19] 赵明磊, 王春雷, 钟维烈, 王矜奉, 陈洪存. 溶胶-凝胶法制备Bi0.5Na0.5TiO3陶瓷及其电学特性.  , 2003, 52(1): 229-232. doi: 10.7498/aps.52.229
    [20] 陈煜, 李云静, 聂玉昕, 王夺元. 8-辛烷氧基金属酞菁的皮秒三阶光学非线性与光限幅特性.  , 2002, 51(3): 578-583. doi: 10.7498/aps.51.578
计量
  • 文章访问数:  6859
  • PDF下载量:  463
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2012-01-13
  • 修回日期:  2012-03-14
  • 刊出日期:  2012-09-05

/

返回文章
返回
Baidu
map