第33卷，第6期 2013年6月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.33,No. 6,pp1642-1646
June，2013
纳米银颗粒掺杂铋酸盐玻璃的光谱与三阶非线性光学特性研究
成俊雯1.3，陈飞飞1.3，戴世助1.3，，许银生2,3，谭瑞琴1.3
1.宁波大学信息科学与工程学院，浙江宁波315211 2.宁波大学材料化学与工程学院，浙江宁波315211 3.宁波大学红外材料及器件实验室，浙江宁波315211
摘要采用新型的热化学还原法，制备了银纳米颗粒掺杂的链酸盐复合玻璃材料，利用紫外-可见吸收光谱观察到了银纳来颗粒表面等离子谐振(SPR)吸收的峰值位移特性，用拉受光谱表征了引人银纳米颗粒后玻璃的结构变化。借助飞秒激光脉冲激发下的Z扫描与光克尔闸技术，在近红外波段下研究了材料的三阶非线性光学特性。研究结果表明银纳米颗粒铋酸盐复合材料有着亚皮秒级的非线性响应时间，并且其非线
性折射率在纳米颗粒的热电子效应以及局部场效应的影响下，较基质玻璃最高可以提升29倍。关键调铋酸盐玻璃；银纳米颗粒；表面等离子谐振；三阶非线性
DOI; 10, 3964/j issn. 1000-0593(2013)06-1642-05
中图分类号：TQ174
引言
文献标识码：A
非线性光学特性的微妙变化也鲜为人知。
以线性折射率较高的重金属氧化物玻璃一能酸盐玻璃为主要研究对象，采用新型的热化学还原法[，即利用链酸
玻璃作为一种优秀的光学材料，具备易制造、易加工、高透光度等优点，又因其具有一定的三阶非线性光学性能而受到研究人员的广泛关注"。另一方面，随着纳米材料技术的不断发展，纳米金属颗粒的高三阶非线性待性也不断得到科研人员的研究。近儿年的科研发现，上述二者的结合体纳米金属颗粒玻璃复合材料由于具备二者各自的优点而有望在基于三阶非线性效应的全光开关和光信息存储、传输方面得到应用(")。
当纳米晶金属颗粒被掺人到玻璃中并受到接近与其表面等离子体共振（surfaceplasmonresonance；SPR）能量接近的光波激发时，能够产生局域场共振效应，由此所产生的介电限制效应(即局域场效应)能够大幅度提高复合材料的非线性光学性能["，此外，由于限制效应是在纳米颗粒这个微小的空间中产生的，所以由此产生的三阶非线性还具有超快的响应时间（亚皮秒级）。然面，目前已报道的纳米金属颗粒的基质玻璃多集中于线性折射率(n)较小的硼硅酸盐玻璃，很少有关于纳米金属颗粒在高线性折射率玻璃基质中的研究，因而由玻璃基质高%值所引起的纳米金属颗粒的光谱学以及
盐玻璃内部具有还原性的缺陷结构能够还原贵金属离子（本文中为Ag*)的特性，在该玻璃体系中引人了具有纳米尺寸的银单质颗粒并且研究了其特殊的光谱学特性。此外，以波长位于近红外（755，800nm）的飞秒激光脉冲作为激发源，借助Z扫描与光克尔闸(opticalKerrshutter，OKS)技术获得了这种材料的在空间域与时间域上的三阶非线性信号，并由此深人研究银纳米颗粒的引入对链酸盐玻璃三阶非线性性能的影响。
实验部分
选取组分摩尔百分比（mol%)为60Bi;O,-30BO,-10SiO 的玻璃作为基质材料，并外掺5质量百分比（wt%)的AgCl 用于在纳米银颗粒的析出，所用原料；BizO，H,BO,，SiO 与AgCI均为分析纯。用分析天平精确称取20g样品配合料，混合均匀后倒人高纯度的刚玉埚中，随后置于1100 C的硅碳棒电炉中熔融反应30min，在此过程中进行搅拌以确保样品充分熔融以及玻璃的均匀性。然后，将熔融物倒入
收稿日期：2012-10-21，修订日期：2013-03-26
基金项目：国家科技部重大国际合作项目（2001DFA12040)，国家重点基础研究发展（973计划)项目（2012CB722703），教育部新世纪优秀人
0000（2909600 宽诚幸福基金资助
作者简介：成俊雯，女，1988年生，宁被大学信息科学与工程学院硕士研究生
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*通讯联系人
万方数据
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