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华中科大团队通过二次谐波偏振响应确定ZnS纳米线晶体取向

  二次谐波(SHG)是一种典型的非线性光学现象,一定强度的基频光通过非线性光学晶体,产生二倍频的SHG信号。晶体的SHG偏振响应对晶体的晶格取向十分敏感,以往的研究往往只考虑晶体c轴取向对SHG偏振响应的影响,而忽略晶体其它两个轴的作用。

  华中科技大学的陆培祥教授团队使用中心波长为810nm的飞秒激光作为泵浦源,通过分析高晶体质量ZnS纳米线SHG辐射强度随泵浦光偏振方向的响应曲线,发现除了ZnS晶体的c轴外,其它两个轴的取向也会对响应曲线产生影响。据此可以由SHG偏振响应曲线推出ZnS晶体所有晶轴的取向。

  HRTEM结果表明这种全光原位确定晶体取向的方法具有很高的精度;相较于传统的电子衍射方法,该工作提供了一种全光学、非破坏性、原位确定晶体取向的新手段。该工作还系统地研究了ZnS晶体方位角(γ,ω,φ)的变化对SHG偏振响应花形的影响,这为非线性光学器件及偏振微光器件的制备提供了重要的实验依据。此外,实验测得的ZnS纳米线SHG转换效率高达7×10-6,表明ZnS纳米线在微纳紫外光源、非线性光学显微成像等方面具有潜在的应用价值。

  这一研究成果发表在近期的《纳米快报》杂志上(NanoLett.,2015,15,3351–3357,DOI:10.1021/acs.nanolett.5b00607)。

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