二维硒化铟的红外非线性特性及光谱成像技术研究

来源 :深圳大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wd1219981997
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
二维硒化铟因其优良特性而在光电领域大放异彩,如作为阵列结构器件、柔性电极和宽带光谱高速响应器等方面都能体现其价值。但是此类研究主要集中在可见光和近红外光谱范围,其非线性特性及中红外波段下的响应却鲜被研究。本文旨在研究二维硒化铟在红外波段的光学特性,分别建立了Z扫描系统和光谱成像系统,研究了该样品的非线性特性和光谱成像特点。研究结果表明二维硒化铟在近红外波段具有非线性效应,在宽带中红外波段内具有很强的电子转移能力,支持了这种材料在红外多功能器件微型化等方面的应用价值。本文创新点在于非线性测量系统及红外成像构建的编程控制设计,以及对液相剥离法制备的不平整样品进行测量分析。本文主要研究内容如下:(1)研究了二维硒化铟在不同波段下的非线性光学特性。自行搭建Z扫描系统,并进行软件编程对系统进行测量控制和数值计算。研究结果表明二维硒化铟在10649)8)波长激光泵浦开孔测量中受载流子吸收效应出现反饱和吸收现象,闭孔测量中出现自散焦效应非线性效应引起的“先峰后谷”透射率变化曲线;在15609)8)波长激光泵浦实验中,则仅出现非线性折射现象无出现非线性吸收现象,证明15609)8)远超越样品厚度带隙决定的截止吸收波长,使得无非线性吸收效应产生。(2)研究了不同厚度的二维硒化铟在宽带中红外波段的光谱特性,并对其透射光谱和反射光谱进行分析。分析光谱得出二维硒化铟与所选取的高阻硅基底发生互相作用效应的结论,作用中硒化铟的载流子吸收低能量中红外光后转移至硅片中,导致硅片的透射率增强,透射增强最大值达18.5%。并且基于透射和反射谱计算得到得电导率在600(88)-1~4000(88)-1波数范围内的0~38)/8)间变化。(3)研究了不均匀二维硒化铟样品的光谱成像特性。基于现有光谱仪采集到的透射和反射谱数据进行重组、计算和优化分析,获得宽带中红外波段下的二维硒化铟透射和反射谱三维成像图,展现样品因厚度不均匀导致的局部光谱变化。同时计算得到电导率三维成像图,展现样品因厚度不均匀导致的局部电导率变化。这部分研究为二维材料或超薄样品的均匀性检测提供了技术支持。
其他文献
2μm脉冲光纤激光器在医疗手术、军事、大气探测、激光雷达、中红外超连续谱产生、中红外激光产生和氟化物光纤激光器等方面应用潜力巨大,具有很重要的学术和应用研究价值。本文主要系统研究2μm波段光纤激光器中超短脉冲产生,主振荡功率放大(MOPA),并将其作为脉冲泵浦源实现3.5μm同步泵浦锁模光纤激光器,具体工作内容如下:(1)介绍2μm波段脉冲光纤激光器的应用和发展,重点介绍2μm锁模脉冲的产生技术和
超快光纤激光器具有结构紧凑、无需光路准直、环境稳定好、输出光束质量良好等优点,在光通信、生物医学成像、超高精密材料加工等领域都有广泛的应用。特别是1.5μm波段处于光通信的低损耗窗口波段,也是人眼安全波段,该波段的高功率飞秒激光器更是由于在光通信传输、硅波导刻蚀、眼角膜手术等许多方面重要的应用一直以来备受关注。本论文主要围绕以下几个方面研究了1.5μm波段的高功率铒镱共掺啁啾脉冲放大(CPA)系统
光纤发展至今已经有50年的历史,光纤被开发出越来越多新的用途。伴随光纤一起发展的光纤激光器也已经成为世界的主流,具有更低的成本和更优异的性能。光纤激光器正往更高功率发展,包括更高的平均功率和更高的峰值功率,而光纤必将面临功率承受限制的问题。能承受高功率的光纤必须具有较大的纤芯尺寸或大部分能量在空气中传输而不是在光纤介质中,前者采用光子晶体光纤(PCF)会更具优势,后者则采用空芯光纤,尤其是负曲率空
与传统的电学传感器相比,光纤传感器具备许多优势,并已广泛应用于多个学科领域和实际应用中,比如:环境温度、湿度监测;生物大分子检测;油田流速探测等等。本论文主要是针对利用飞秒激光双光子聚合增材加工技术制备光纤内集成聚合物微纳功能结构进行研究。主要内容如下:1.首先,介绍了飞秒激光双光子聚合增材加工技术在国内外的研究进展,基于此技术制备出的器件和在光纤传感领域中的应用。介绍了基于聚合物光纤的Bragg
2μm波段高能量、高峰值功率的超短脉冲在大气探测、生物医疗、中红外差频产生、激光雷达等领域有着十分广泛的应用,因此研究2μm高能量超短脉冲的产生具有十分重要的意义。大模场光纤应用在光纤激光器中能极大地提高光纤可承受的脉冲能量和峰值功率,对产生高能量超短脉冲十分有利。本文主要基于这两点进行了以下研究:1.介绍了2μm波段高能量掺铥光纤激光器的研究进展,主要从放大器中获得高能量超短脉冲,和振荡器直接输
如今,核电已成为我国电力的重要来源。由于核电是高安全性行业,安全是核电站的首要任务。并且在核电站主控室中大部分操作工作以认知和监控任务为主。核电工作人员工作强度大,尤其是调试值班工程师们往往承受着巨大的工作压力和脑力负荷。并且,在核电厂中,大量的信息显示和人机交互界面更增加了调试值班工程师的工作难度,很容易造成他们的脑力负荷过重,人因失误的风险大大增加。在这种以认知任务为主的核电环境中,非常缺乏针
2016年11月,国务院印发《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》,同年12月国家发展改革委发布《“十三五”生物产业发展规划》,均提出推广基因检测等新兴技术应用,促进产业发展成果更多惠及民生。临床应用中,基因测序技术可用于出生缺陷基因筛查以及肿瘤早期筛查等。在动植物以及微生物体系中,基于病虫基因组信息的绿色农药、兽药以及动物疫苗已经普遍应用到人们的生产生活。“十三五”产业规划中多次提到的“高通量
与传统方法相比,荧光法检测金属离子具有检测速度快,操作简单,价格低廉的优点。黑磷量子点(BP QDs)具有高的光致发光量子产率和可供修饰的表面,在荧光探针领域具有巨大的潜力。在这项研究中,通过热解方法制备了高质量的BP QDs,并首次在有机溶液和水溶液中用作痕量金属离子探针。水溶液中Hg2+和Cu2+的检出限分别为5.3 n M和1.6μM。另外,有机溶液中Cu2+的检测极限为16μM。通过一系列
偏光片作为一种常见的偏振光学元件,是显示面板的核心组成部件之一,具有极为广泛的应用。偏光片质量对显示面板的良率有重要影响,若存在外观缺陷的偏光片流入到组装环节,可能导致整个面板的报废。因此,无论是偏光片生产厂商还是显示面板生产厂商,都需要进行严格的偏光片外观缺陷检测。而在生产过程中,检测出缺陷后,品质人员还要分析缺陷的成因,从而及时改进生产工艺和流程,因此还需要对检测出来的缺陷样品进行分类。在目前
太赫兹波(THz)是频率介于0.110 THz范围内的电磁波,其在光谱中介于微波与红外之间,具有许多特殊性质,在成像、无线通讯等方面受到广泛关注。但目前太赫兹频段的小型化调控器件还是较为缺乏,这极大地影响了对太赫兹波的进一步探索。近年来,由一系列亚波长人工结构组成的超表面,由于其对电磁波波前的局部优越调控能力,引起了光学和红外领域的广泛研究。这一优势也可以引入到太赫兹频域范围内去解决空间调制器件不