[00896960]新型银纳米材料的制备及光学非线性研究

本课题来源于黑龙江省自然科学基金项目。金属纳米材料的光学非线性及限幅特性近几年引起人们极大兴趣。金属纳米材料快速的非线性响应和强烈的非线性散射使它成为制备光限幅器极有前途的新材料，因此设计和开发新型的具有光限幅性能的分子功能材料代表了当前材料科学研究领域的一个发展趋势。虽然人们对金属纳米线的光学非线性、光限幅进行了研究，但研究的实验条件还不够充分。所研究的金属主要集中在金粒子，对表面等离子体共振频率偏离激发频率的金属的研究还处于起步阶段。对非线性起源的分析缺乏足够直接的实验依据，对于光限幅的几种机制没有充分实验证明。本课题在提出并运用一种全新的固态离子学方法制备了金属银纳米线基础上，重点研究了金属银纳米线的光学非线性及其光限幅特性，创新点如下：1.提出并实现了一种利用快离子导体薄膜作为金属离子传输媒介的全固态条件下制备金属纳米结构的新方法，该方法避免了传统的液相合成金属纳米结构方法的弊端，开辟了制备金属纳米结构的新途径。2.完成同时对银纳米线在纳秒、皮秒和飞秒不同脉宽下的非线性折射率特性的研究，揭示出银纳米线的非线性折射具有明显的脉宽效应。它对同一材料在不同脉宽的激光作用时，更好地起到防护作用具有实际的指导意义。3.通过实验揭示出银纳米线具有明显的溶剂效应。这一研究成果对同一材料，通过使用不同溶剂来提高其光限幅的作用具有实际的应用价值。4.发现了银纳米线在波长532nm、脉宽30ps时具有显著的光限幅效应。发现影响光限幅性能的因素，进而指导材料的设计、优化、合成。通过本项目的研究可以揭示不同的纳米结构与其光学非线性之间的对应关系；给出金属纳米材料光限幅的优化设计方案；可以设计、合成更加优良的新型金属纳米材料，进而为研究实用的光限幅器件做好技术准备。此项研究不仅可以推动新型金属纳米材料的非线性光学研究的发展，开辟非线性光学材料设计与研究的新途径，而且对于研究实用的光限幅器件也具有重要的指导意义。