Bi2O3-B2O3-TiO2三元玻璃的非线性光学性质研究

"这篇论文是关于Bi2O3-B2O3-TiO2三元系统玻璃的三阶非线性光学性质的研究，通过飞秒Z扫描实验在800nm波长下进行。论文指出，TiO2的含量显著影响这种玻璃的三阶非线性性能，非线性折射率γ随TiO2含量增加而增大，最高可达8.85×10-14cm2·W-1，与某些硫系玻璃相当。进一步的计算揭示，TiO2对三阶非线性性能的贡献主要来自Bi-O-Ti4+非桥氧离子，其超极化率a(3)为1.32×10-33esu·cm3·unit-1。此外，当入射光子能量为0.73倍带隙能Eopg时，非线性吸收系数β有增强现象。研究表明，Bi2O3-B2O3-TiO2玻璃具有良好的品质因素，是潜在的高性能非线性光学材料，适用于实际通信波段的应用。" 本文是工程技术领域的学术论文，详细探讨了含高氧化铋的三元Bi2O3-B2O3-TiO2玻璃系统的非线性光学特性。研究方法采用了先进的飞秒Z扫描技术，这是一种用于测量材料非线性光学性质的实验技术。实验在800纳米的红外波长下进行，这个波长通常与激光技术中的常见波长相匹配。 作者发现，TiO2的添加对于这种玻璃的三阶非线性响应有显著影响。随着TiO2含量的增加，非线性折射率γ值增大，这表明材料的非线性光学响应增强。达到的最大γ值8.85×10-14cm2·W-1表明这种玻璃可能具有与某些硫系玻璃相媲美的非线性性能，硫系玻璃是已知的具有良好非线性光学性质的材料。 进一步的分析揭示，这种性能增强主要归因于Bi-O-Ti4+非桥氧离子的超极化效应，其超极化率a(3)的数值为1.32×10-33esu·cm3·unit-1，这是非线性效应的关键贡献因素。此外，实验还观察到当入射光子能量达到带隙能Eopg的0.73倍时，非线性吸收系数β出现增强，这可能对光谱响应和光学开关等应用有重要影响。 通过对Bi2O3-B2O3-TiO2玻璃的品质因素进行计算，研究者认为这种材料具有优异的非线性光学性能，适合在实际的通信波段中应用，比如可能用于光学频率转换或超连续脉冲生成等领域。因此，这种玻璃被视为一种有前景的非线性光学材料，其独特的性质使其在现代光学技术中具有广泛的应用潜力。