重金属氧化物玻璃中双光子吸收的研究

摘要： 用传统熔融法制备了一系列高重金属氧化物(Bi2O3)含量的Bi2O3-B2O3-SiO2三元系统玻璃. 用棱镜耦合仪测量了各个玻璃样品在632.8nm波长下的线性折射率n, 结果表明玻璃的n值在1.9~2.1范围内且随着Bi2O3含量的增加而增大, 其原因是由于Bi 3+离子具有高极化率; 用分光光度计测量了各个玻璃样品的线性吸收谱, 结果表明玻璃的带隙Eopg值在2.229～2.268eV之间,且随Bi2O3含量的增加而减小. 用开孔Z扫描实验测量了各个玻璃样品在770、800、 850nm三个波长下的非线性吸收系数β, 由于三个测量波长的光子能量hv（1.61, 1.55, 1.46eV）处于各个玻璃样品的带隙（Eopg）和半带隙（Eopg/2）之间, 表明实验中的非线性吸收属于双光子吸收（TPA）. 实验结果表明：在3个测量波长下, Bi2O3含量最小的样品由于能隙状态的作用而体现出谐振型的TPA, 其β值很高（(3.6~6.1)×10-12m/W）, 说明其能应用在光限幅器中. 另一方面, Bi2O3含量较高的样品只在770nm波长下才表现出微弱的非谐振类的TPA, 并且β值随着Bi2O3含量的增加而增大, 这表明它们在全光开光器（AOS）中有极高的应用潜力.