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非线性光学材料因为在光电子技术和信息领域有很大的潜在应用价值,引起了国内外研究者的广泛关注。其中,金属纳米晶玻璃复合材料更成为了人们的研究重点。目前的金属纳米晶玻璃在非线性领域方面的研究工作主要集中于贵金属金银铜纳米晶的研究,而对成本更低的金属镍纳米晶玻璃却鲜少涉及。为此,本文采用溶胶凝胶技术结合气氛热处理路线,制备了各种类型的含Ni(Ni,NiO,Cu0.81Ni0.19)纳米晶的钠硼硅玻璃。然后通过一系列表征手段获得这些玻璃的微观形貌信息,通过Z-Scan技术探究它们的非线性光学性能及相关参数,讨论这些玻璃材料在非线性光学器件方面的应用价值。根据以上的研究要点,本文的研究内容主要分为以下几部分:1.在采用溶胶凝胶和气氛控制热处理路线成功制备出Ni纳米晶玻璃的基础上,着重研究它们的微观形貌和非线性光学性质。通过傅立叶红外(FTIR)光谱分析了工艺路线的可行性。凭借X射线粉末衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)表征玻璃的微观形貌。结果显示,均匀分散的Ni纳米晶已经产生在玻璃基质中。同时,我们利用不同的Z扫描(Z-Scan)激光器研究了玻璃的非线性光学参数。一方面采用脉冲宽度为190 fs,重复频率为20Hz的脉冲激光器研究玻璃在800nm处的三阶非线性光学性质,另一方面采用脉冲宽度为21ps,重复频率为10Hz的脉冲激光器探测玻璃在532nm处的非线性光学性能。结果显示,玻璃样品的三阶非线性极化率χ(3)分别达到了～10-14esu和～10-12esu。2.在采用溶胶凝胶和气氛控制热处理路线成功制备出NiO纳米晶玻璃的基础上,着重研究其微观形貌与非线性光学性质。X射线光电子能谱(XPS)和透射电子显微镜(TEM)的表征结果证实了尺寸为6.12nm的NiO纳米晶均匀呈现在钠硼硅玻璃基质中。该玻璃样品的三阶非线性光学性能是通过两种不同的 Z-Scan 激光器(190fs,20Hz,800nm)和(21ps,10Hz,532nm)进行研究的。结果表明,前一种情况下,样品的三阶非线性极化率χ(3)为1.371 ×10-14esu,后种情况下样品的三阶非线性极化率是4.261×10-12esu。3.在采用溶胶凝胶和气氛控制热处理路线成功制备出Cu0.81Ni0.29纳米晶玻璃的基础上,着重研究其微观形貌与非线性光学性质。同时作为比较,用同样的方法制备并研究基玻璃和同样浓度的Cu纳米晶玻璃。在利用X射线粉末衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对玻璃的微观形貌表征分析后发现,尺寸为11.5nm的Cu0.81Ni0.19合金纳米晶已经均匀分散在钠硼硅玻璃基质中。进一步,我们采用脉冲宽度为190 fs,重复频率为20Hz的脉冲激光器研究了所有玻璃样品在800nm处的三阶非线性光学性质。结果显示,相对于基玻璃和Cu纳米晶玻璃,Cu0.81Ni0.19纳米晶玻璃表现出加强的非线性光学性质。