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随着人类社会步入光电时代,光电子技术飞速发展推动着非线性光学材料的研发。现已研制开发出大量新型性能优异的非线性光学材料,这进一步推动了非线性光学技术的发展。其中无机/有机复合非线性光学材料,充分发挥无机和有机两种材料的优势,成为非线性光学材料研究的热点。本文以具有优良电光特性的有机液晶作为基体材料,选择了三种电学、光学性能优异的纳米材料,采用物理掺杂及表面修饰的方法制备可进行电场调控的、具有光学非线性的新型掺杂液晶材料。此类液晶材料掺杂粒子的选择范围较宽,制备步骤简单,获得的液晶材料非线性光学性能优异。本论文研究工作主要集中于纳米颗粒掺杂型液晶制备、纳米颗粒表面修饰和非线性测试与电场调谐性能测试等方面。本论文通过采用溶胶-凝胶法制备超精细ZnO纳米颗粒,并采用十二胺对其进行表面修饰,以改善其分散性。将ZnO纳米颗粒掺入向列相液晶BHR33400,制备一种具有光学非线性的新型掺杂液晶材料。对不同比例的ZnO纳米颗粒掺杂液晶测试其光学非线性。当掺杂浓度为0.2wt%时,经表面修饰的ZnO纳米颗粒掺杂液晶的三阶非线性吸收系数β的值最高可达到3.4e-8;随着掺杂浓度的增大,ZnO纳米颗粒掺杂液晶的三阶非线性吸收系数呈现先增后减趋势。随后采用单壁与多壁碳纳米管作为掺杂颗粒,利用双十二烷基二甲基溴化铵对碳纳米管进行表面修饰,以提高其在液晶中的分散性。对不同浓度碳纳米管掺杂液晶的光学非线性进行研究。研究发现,经过电场控制,单壁碳纳米管掺杂浓度达到0.5wt%时形成的掺杂液晶的三阶非线性吸收系数β的值最高,达到3.8e-8。同时,其三阶非线性折射率的数值也在掺杂浓度达到0.5wt%时达到最大,经电场调制后可达到6.0e-15。经表面修饰后的单壁碳纳米管掺杂液晶材料的光学非线性有大幅提升。最终研究结果表明:多壁碳纳米管的掺杂对液晶光学非线性的提升较ZnO纳米颗粒、单壁碳纳米管更为明显。未经表面修饰的多壁碳纳米管掺杂液晶的三阶非线性吸收系数随着多壁碳纳米管掺杂浓度的增大而先增大后减小,0.4wt%多壁碳纳米管掺杂液晶具有最大的非线性吸收系数,经表面修饰后,掺杂浓度达到0.5wt%时材料非线性吸收性能最好,β值经过电场调控后可达到5.8e-8。对其非线性折射性能的测试也有同样的结果,最后经过电场调制,多壁碳纳米管掺杂液晶的非线性折射率的值最大可达到6.5e-15。实验结果表明,多壁碳纳米管掺杂液晶展现出良好的反饱和吸收特性和自散焦光学性能的同时实现了非线性性能的电场调谐。