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1、实验 纳米颗粒膜的制备和三阶非线性的程控测试实验目的：该实验是培养大学生实验综合能力的重要实验之一。通过纳米颗粒膜的制备，可以训练学生的实验动手能力，而通过对于自制材料的非线性测量，可以同时提高学生的实验操作、程学控制以及数据分析能力，从而最终达到培养学生综合实验能力的目的。教学要求1. 学习纳米颗粒膜的制备方法原理以及材料三阶非线性测试原理；2. 熟悉纳米颗粒膜的具体实验制备操作；3. 掌握三阶非线性测试系统的光路搭建；4. 实践纳米颗粒膜的三阶非线性测试；5. 拟合测试结果、分析实验数据。课程内容与学时分配实验内容与学时分配表（总学时：36）内容学时学习纳米颗粒膜的制备方法原理以及材料三阶
2、非线性测试原理6熟悉纳米颗粒膜的具体实验制备操作8掌握三阶非线性测试系统的光路搭建8实践纳米颗粒膜的三阶非线性测试8拟合测试结果、分析实验数据6实验原理在纳米金属颗粒和半导体量子点材料中都存在很强的非线性吸收。纳米金属颗粒体系非线性吸收的机理是金属颗粒内部和周围存在很强的局域场增强效应。半导体量子点体系中的非线性吸收的机理主要是激子的双光子（或多光子）吸收。本实验采用溅射法制备纳米金属颗粒薄膜。在溅射镀膜的过程中，电源输出的高压使气体Ar电离成为高能粒子，并在电场作用下轰击固体靶材表面，则固体表面的原子或分子与这些高能粒子交换动量后会从固体表面逸出，这种现象称为溅射，如果在靶下方放一基片，就可
3、在衬底上形成薄膜。溅射法包括电子束溅射、射频溅射、磁控溅射等。由于溅射原子的能量较高，因而可制备出结构较为致密、均一的薄膜。其具体工作图可以参见图1：图1 溅射原理屏蔽罩Ar 等离子体样品台靶电极基片在非线性吸收材料中，光吸收系数a不再是常数，而是与光强有关：当采用超快脉冲激发时，瞬时光强（电场）可以提高数个量级（平均光强并不高），从而使得非线性吸收项的贡献成为可观测量。测量非线性吸收系数的方法有很多种，其中Z-scan是其中比较简单的一种，其工作原理示意图如图2，图2 Z-scan测量样品非线性吸收系数工作原理图样品上的入射光强的改变通过移动样品在高斯光束的焦点附近的位置来实现。本实验中，光源为掺钛蓝宝石飞秒激光器，Z-scan系统自主设计，由LabView编程控制实现计算机程控数据采集。实验教材与参考书目 实验指导： 自编讲义 参考书： 1. 激光原理 周炳琨 高以智 陈倜嵘 陈家骅 编著 国防工业出版社 2000 2. 非线性光学原理（美）沈元壤 著 顾世杰 译 科学出版社 1987考核方式 实验操作 60， 实验报告 40
