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原文传递一种热晕效应测量非线性折射率的方法

专利名称：	一种热晕效应测量非线性折射率的方法
摘要：	本发明公开了一种热晕效应测量非线性折射率的方法，属于热光和电光技术领域，包括如下步骤：1)制备锑烯‑乙醇分散液，将锑烯‑乙醇分散液置于比色皿中；2)搭建测量平台，氦氖激光经过分光镜，一束光作为参考光入射到光功率计，另一束光通过凸透镜将光束聚焦到比色皿中心位置，最后由CCD接收图样；将衰减器置于氦氖激光和分光镜之间，用来调节光功率，实现光功率可调；3)根据检测结果计算非线性折射率；4)验证步骤3)计算的非线性折射率。本发明的基于锑烯纳米材料分散液的热光实验和Z‑scan实验分别为热晕和材料特性导致的非线性折射率的变化提供了准确的实验数据，实验技术操作简单，缩短了实验周期，方法简单、易操作。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	南京师范大学
发明人：	陆璐
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-26T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-16T00:00:00+0800
申请号：	CN201910342046.4
公开号：	CN110132892A
代理机构：	南京苏高专利商标事务所(普通合伙)
代理人：	张华蒙
分类号：	G01N21/41(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	210024 江苏省南京市鼓楼区宁海路122号
主权项：	1.一种热晕效应测量非线性折射率的方法，其特征在于：包括如下步骤： 1)制备锑烯-乙醇分散液，将锑烯-乙醇分散液置于比色皿中； 2)搭建测量平台，氦氖激光经过分光镜，一束光作为参考光入射到光功率计，另一束光通过凸透镜将光束聚焦到比色皿中心位置，最后由CCD接收图样；将衰减器置于氦氖激光和分光镜之间； 3)根据检测结果计算非线性折射率； 4)验证步骤3)计算的非线性折射率。 2.根据权利要求1所述的一种热晕效应测量非线性折射率的方法，其特征在于：步骤1)中，所述的制备锑烯-乙醇分散液是将锑块研磨后加入无水乙醇，继续研磨后将锑粉溶液先探针超声，后水浴超声，最后获得锑烯-乙醇分散液。 3.根据权利要求2所述的一种热晕效应测量非线性折射率的方法，其特征在于：所述的继续研磨为1.5-2.5h，所述的探针超声和水浴超声各8-10h。 4.根据权利要求1所述的一种热晕效应测量非线性折射率的方法，其特征在于：步骤2)中，所述的氦氖激光波长λ＝633nm。 5.根据权利要求1所述的一种热晕效应测量非线性折射率的方法，其特征在于：步骤3)中，所述的根据检测结果计算非线性折射率，包括如下步骤： 3.1)通过下述公式计算非线性光束发散半角θnl和折射率的变化率Δn：联立公式和其中θ0为初始光束发散半角，为折射率随温变变化的梯度，Pa是被分散液吸收的光功率，ω为入射到比色皿的光斑半径，κ是热导率，则Δn＝Δθω/4L或Δn＝(θnl-θ0)ω/4L，L为比色皿的厚度； 3.2)计算非线性折射率通过实验测得Δθ和ω，获得折射率的变化为10-5；通过折射率的变化率Δn和入射光强I的关系n2＝Δn/I，则得到非线性折射率。 6.根据权利要求1所述的一种热晕效应测量非线性折射率的方法，其特征在于：步骤4)中，所述的验证步骤3)计算的非线性折射率是通过热光实验测量折射率变化随入射光功率的关系，与基尔霍夫衍射积分理论进行对比，包括如下步骤：首先，用Origin画图软件导入不同厚度比色皿情况下测得的折射率变化和对应的入射光功率实验数据，并作图；其次，基于基尔霍夫衍射积分理论，与测得的实验数据作对比，利用公式Δn＝n2I(ρ)拟合，其中，k0＝2π/λ，r为入射光场的横坐标，ρ为出射光场的横坐标，J0(·)为第一类零阶贝塞尔函数，z为传输距离，φ(r)为相位，ω0是高斯光束的束腰半径。
所属类别：	发明专利