非線性光學(xué)材料的

性能及其改進(jìn)一、材料的非線性極化一、材料的非線性極化一、材料的非線性極化一、材料的非線性極化二、主要的非線性光學(xué)材料二、主要的非線性光學(xué)材料二、主要的非線性光學(xué)材料二、主要的非線性光學(xué)材料二、主要的非線性光學(xué)材料在新型光學(xué)處理材料中非線性光學(xué)

（NLO）材料以其能實現(xiàn)倍頻和三倍頻的能力尤為矚目。這種能力為實現(xiàn)全光學(xué)計算、

開關(guān)和遠(yuǎn)距離通信提供了可能。傳統(tǒng)的NLO材料如鈮酸鋰、鈦酸鋇、石英、硒化鎘和

磷酸氫鉀極難生長成單晶，其價格每克高達(dá)2000美元。能實現(xiàn)倍頻的二級NLO材料由

于成本原因，其未來將為聚合物占有。三級NLO材料以三倍頻、光學(xué)克爾效應(yīng)、光學(xué)

雙穩(wěn)態(tài)、相位共軛、光折射等效應(yīng)用于光學(xué)開關(guān)、計算、動態(tài)數(shù)據(jù)存儲、放大、光束

導(dǎo)向和圖象處理，但實用價值高的光學(xué)計算距離商品化至少需要20年。在無機(jī)晶體當(dāng)

中鈮酸鋰站在商品化的前列。其它大有希望的NLO材料有硼酸鋰,磷酸鈦鉀(KTP)和β-

硼酸鋇.KTP已用于使Nd:YAG倍頻產(chǎn)生532nm的綠光，以商品的形式用于外科手術(shù)中。處

于研究階段的有摻鈰鈮酸鍶鋇,二氧化硅鉍和鈦酸鋇。GaAs也具有NLO性能,但激活能低

,很難制成有用的器件,故已把目光轉(zhuǎn)向GaAs/GaAlAs和HgTe/CdTe超晶格。

二、主要的非線性光學(xué)材料近年來高速光通信、光信息處理等領(lǐng)域的飛速發(fā)展，對非線性光學(xué)材料的研究起到了較大的推動作用。其中極化聚合物由于具有非線性系數(shù)大、響應(yīng)時間快、損傷閥值高、介電常數(shù)低、易于分子設(shè)計等優(yōu)點而倍受關(guān)注。然而一般情況下引入的生色團(tuán)在聚合物薄膜中任意排列分布，整個聚合物具有中心對稱。為了在聚合物薄膜中產(chǎn)生較強(qiáng)的二階光學(xué)效應(yīng)，就必須破壞這種中心對稱性。高溫電暈極化是一種有效的方法[1]。聚（氨酯—酰亞胺）（PUI）作為一種新型的二階非線性光學(xué)材料，兼具PU溶解性和成膜性好以及PI玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較高，耐高溫的優(yōu)點[2]。

二、主要的非線性光學(xué)材料KTP內(nèi)腔倍頻和Q開關(guān)的同時運(yùn)轉(zhuǎn)

霍玉晶陳飛何淑芳沈德忠馬笑衍陸泳

摘要

詳細(xì)分析了KTP晶體的電光特性，報告了用KTP作內(nèi)腔調(diào)制的二極管泵浦Nd:YVO4激光的Q開關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn)情況。此KTP晶體

同時起著電光Q開關(guān)和II型倍頻器的雙重作用，以獲得脈沖綠光。以通常完成倍頻和調(diào)Q需使用兩塊晶體的結(jié)構(gòu)比較

起來，我們的試驗中只使用一塊KTP晶體，故具有損耗小，效率高的特點。用這種新型的摻雜KTP晶體，可長時間不

間斷地獲得強(qiáng)脈沖綠光，而看不出該晶體有任何電致色變的現(xiàn)象。在這篇論文中，我們論證了這種比較新的、緊湊

的二極管縱向泵浦的短腔型內(nèi)腔倍頻調(diào)Q的Nd:YVO4激光器。

二、主要的非線性光學(xué)材料大功率全固化綠光激光器

馮寶華吳星何京良王建明肖瑩趙宗源許祖彥

中國激光，Vol.23,No.9(1996)

摘要：最近，我們利用中國科學(xué)院物理所生長的Nd:YVO4，KTP晶體和福建物構(gòu)所生長的LBO晶體，采用角度相位匹

配的KTP腔內(nèi)倍頻和溫度相位匹配的LBO腔內(nèi)倍頻，成功地研制了一臺LD泵浦的全固化大功率綠光激光器。

二、主要的非線性光學(xué)材料多波長光參量激光器類別：發(fā)明獎等級：一等(初評通過、待終評)授獎單位：中國科學(xué)院授獎時間：1997年暑名完成者及工作單位許祖彥1,吳柏昌2,劉翔1,陳創(chuàng)天2,鄧道群1,張東香1,張秀蘭1,馮寶華1,孔羽飛1,林樹杰2,朱湘安1,徐瑤1,蔡妙全1,陶世平1,張雨東2

1.中科院物理所,2.中科院福建物構(gòu)所

二、主要的非線性光學(xué)材料內(nèi)容簡介：

多波長激光器是一種特殊激光光原，可同時輸出不同波長的幾種相干光，因在光譜學(xué)、非線性光學(xué)、原子分子物理、醫(yī)學(xué)研究、光通訊、污染檢測及高精密測量等科技領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用而受到重視。自1973年首次實現(xiàn)Nd:YAG晶體雙波長激光器以來，如今多波長激光器已有十種，涉及氣體、固體和液體多種類型，但這些多波長激光器的綜合性能有限：如輸出波長少，功率低，調(diào)諧范圍不寬或使用不便等等。

本發(fā)明的多波長光參量激光器是一種新型多波長激光源，其基本原理是發(fā)明人的兩個科學(xué)發(fā)現(xiàn)：(a)非線性晶體LBO(LiB3O5)的相位匹配折返現(xiàn)象；(b)此現(xiàn)象存在的普遍性理論證明。主要內(nèi)容是利用LBO晶體的相位匹配折返特性，采用可快速響應(yīng)的角度調(diào)諧方法，以寬頻帶高效率光參量放大特別設(shè)計光路、高精度波長再現(xiàn)性精密機(jī)械設(shè)計和計算機(jī)技術(shù)開發(fā)成功多波長光參量激光器產(chǎn)品。與已有的各種多波長激光器相比，在調(diào)諧范圍、調(diào)諧速度、輸出功率、輸出波長數(shù)，超短脈沖特性等主要技術(shù)性能方面具有明顯的優(yōu)勢，尤其是可調(diào)諧寬度有量級的提高，因此相應(yīng)拓寬了多波長激光器的應(yīng)用。目前多波長光參量激光器產(chǎn)品已提供國內(nèi)外，用于材料科學(xué)、非線性光學(xué)和光譜研究，均獲成功，市場正在擴(kuò)大中。二、主要的非線性光學(xué)材料新型的非線性光學(xué)材料?中國茶(1996年院級鑒定成果)完成者:張洪鈞，戴建華，王鵬業(yè)，吳令安完成單位:中科院物理所內(nèi)容簡介:

我們發(fā)現(xiàn)中國茶等是一種非線性效應(yīng)很強(qiáng)的克爾介質(zhì)，它的非線性系數(shù)比二硫化碳高六個量級。在這種新型克爾介質(zhì)中,我們研究了光的自聚焦，自散焦，自陷，自位相調(diào)制現(xiàn)象，即使對較弱的氦氖激光(5毫瓦)也可觀察到上述非線性光學(xué)效應(yīng)。我們還發(fā)現(xiàn)在一定的濃度范圍內(nèi)，中國茶的非線性系數(shù)n2

變化不大。我們還用不同的溶劑(如乙醇,水等)及類似茶的物質(zhì)(中藥液，葉綠素溶液等)進(jìn)行了一系列實驗，發(fā)現(xiàn)它們均具有很強(qiáng)的非線性效應(yīng)，也是具有高非線性系數(shù)的克爾介質(zhì)。至今仍有一些學(xué)者在對這類材料進(jìn)行研究。

自1989年我們的文章發(fā)表后，在國際同行引起較大反響，公認(rèn)中國茶是新型的非線性光學(xué)材料。1993年在美國物理雜志上(AMERICANJOURNALofPHYSICS61,937)的一篇文章中報導(dǎo)：中國茶因其具有非線性系數(shù)高，可在He-Ne激光下工作，價廉等優(yōu)點，很適用于在大學(xué)的非線性教學(xué)中作示范實驗。認(rèn)為我們的研究結(jié)果提供了一種簡單的實現(xiàn)自聚焦，光學(xué)雙穩(wěn)等非線性現(xiàn)象的途徑。

在新型光學(xué)處理材料中非線性光學(xué)（NLO）材料以其能實現(xiàn)倍頻和三倍頻的能力尤為矚目，這種能力為實現(xiàn)全光學(xué)計算、開關(guān)和遠(yuǎn)距離通信提供了可能。[5]三、非線性光學(xué)材料的改性傳統(tǒng)的NLO材料如鈮酸鋰、鈦酸鋇、石英、硒化鎘和磷酸氫鉀極難生長成單晶，其價格每克高達(dá)2000美元。能實現(xiàn)倍頻的二級NLO材料由于成本原因，其未來將為聚合物占有。三級NLO材料以三倍頻、光學(xué)克爾效應(yīng)、光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)、相位共軛、光折射等效應(yīng)用于光學(xué)開關(guān)、計算、動態(tài)數(shù)據(jù)存儲、放大、光束導(dǎo)向和圖象處理，但實用價值高的光學(xué)計算距離商品化至少需要20年。在無機(jī)晶體當(dāng)中鈮酸鋰站在商品化的前列。其它大有希望的NLO材料有硼酸鋰，磷酸鈦鉀(KTP)和β-硼酸鋇。KTP已用于使Nd:YAG倍頻產(chǎn)生532nm的綠光，以商品的形式用于外科手術(shù)中。處于研究階段的有摻鈰鈮酸鍶鋇,二氧化硅鉍和鈦酸鋇。GaAs也具有NLO性能,但激活能低,很難制成有用的器件,故已把目光轉(zhuǎn)向GaAs/GaAlAs和HgTe/CdTe超晶格。

人們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)成的材料滿足不了多姿多彩的非線性光學(xué)現(xiàn)象和應(yīng)用的需求．于是人們更為迫切地探尋新的功能強(qiáng)大的非線性光學(xué)材料，尤其是結(jié)構(gòu)可以調(diào)控以滿足不同實際需要的材料，大體可分為三類[9]

：三、非線性光學(xué)材料的改性(1)

礦物氧化物和鐵電單晶這類材料都有良好的光學(xué)透過和機(jī)械堅硬度．主要通過自然界中材料的篩選來滿足不同實際需要．但是，這類材料往往難以批量生長出大單晶；(3)有機(jī)非線性光學(xué)材料

在非線性光學(xué)材料探索的早期就有一系列有機(jī)非線性光學(xué)材料發(fā)現(xiàn)，如m—硝基苯胺、香豆素、孔雀綠、尿素、苦味酸等，有機(jī)晶體在合成和生長方面的特性使這類材料最有機(jī)會成為可分子設(shè)計的光電功能材料．而且，有機(jī)材料在快速非線性光學(xué)響應(yīng)，大尺寸單晶生長、三次諧波產(chǎn)生等方面都極富吸引力。(2)Ⅲ—V族半導(dǎo)體材料

它們在“限制材料”(Confined-stuctures)

方面有很好的前景。Ⅲ-V族半導(dǎo)體材料所謂的“帶隙工程”技術(shù)是通過調(diào)節(jié)材料的能隙，有效地改變電子的躍遷幾率，從而控制材料的非線性光學(xué)響應(yīng)．然而，這類材料在實際應(yīng)用中存在共振條件限制，即激光運(yùn)作波長通常在量子阱激子能級附近；全光學(xué)裝置的工作原理基于材料的非線性光學(xué)效應(yīng)，對光信號直接進(jìn)行切換和處理，不必將其轉(zhuǎn)換成電子形式。全光學(xué)裝置所采用的材料必須具備足夠高的非線性折射率和亞皮秒級(subpicosecond)的響應(yīng)時間。在這方面光學(xué)玻璃具有較大的優(yōu)勢和潛力,雖然玻璃的非線性光學(xué)折射率n2要低于其它一些有機(jī)和半導(dǎo)體非線性光學(xué)材料，但是，由于玻璃的吸收系數(shù)α低，響應(yīng)時間短，因此具有十分優(yōu)良的綜合品質(zhì)。1.無機(jī)非線性材料的改性技術(shù)

全光學(xué)裝置[1]：

據(jù)報導(dǎo)，現(xiàn)在電子元件的最高分辨力可達(dá)到皮秒級(10-12s)，然而，與尚處于試驗階段，速度已達(dá)到飛秒級(femtosecond，10-15s)的全光學(xué)元件相比，仍要慢1000倍。在激光材料的研究中，通常總是希望減小材料的非線性光學(xué)效應(yīng)，以避免由自聚焦或自散焦帶來的光波面畸變或光致材料損傷。與此相反，對于全光學(xué)裝置材料來講，研究的重點則放在提高材料的非線性光學(xué)效應(yīng)上，以便使所需的光源功率盡可能地降低，從而達(dá)到實用的目的。1.無機(jī)非線性材料的改性技術(shù)

材料

n2(m2W-1)

α(cm-1)

品質(zhì)指數(shù)

FGaAs/GaAlAs（半導(dǎo)體）10-8103102Polydiacetylenes（有機(jī)聚合物）10-1510104Glass（玻璃）(PbGlass,TiGlass)10-1810-2105表1幾種非線性光學(xué)材料的性能1.無機(jī)非線性材料的改性技術(shù)

玻璃化學(xué)組成mol(％)noX3(10-14esu)n2(10-20m2W-1)BeF2（氟化鈹）1.280.0780.75FluoroberyllateB-102（鈹酸氟）48.5BeF2,26.7KF,13.8CaF2,9.9AlF3,1.1NdF31.34#0.111.0FluorophosphateE-115（磷酸氟）17.9Al(PO3)3,54.2NaF,26.9Ca2,1.0NdF31.470.312.4SiO21.450.362.7BorosilicateBK-7（硼硅酸鹽）74SiO2,10B2O3,9.5Na2O,5.5K2O1.510.513.4表2幾種低折射率玻璃的光學(xué)性能注：除帶#為587.6nm波長外，其余均為1.06μm波長。1.無機(jī)非線性材料的改性技術(shù)

玻璃化學(xué)組成mol(％)

Λ(μm)no

n2(10-20m2W-1)

X3(10-14esu)SchottSF-56（氟化硫）1.061.75265.1CorningQS（硅酸鹽）40PbO,40SiO21.061.94348.0OthersK-1261(NBS)79TeO2,20Na2O31.061.995112As2S3（硫化砷）1.062.48174表3幾種高折射率玻璃的光學(xué)性能通過在玻璃的網(wǎng)絡(luò)里添加不同的、具有高的分子折射度的調(diào)整體來提高其非線性折射率。高折射率玻璃一般分為兩類：一類是含重金屬網(wǎng)絡(luò)調(diào)整體離子(如鉛和鉍)的玻璃，列于表3的SF(Schott)系列玻璃(鉛含量)70wt％及QS(Corning)實驗玻璃屬于此類；另一類則是含具有提高折射指數(shù)能力的網(wǎng)絡(luò)中間體離子(如鈦、鉭、鈮或碲等)的玻璃，列于表3的K-1261(NBS)等玻璃屬于此類。在此類玻璃中，過渡金屬元素因能有效地提高材料的折射指數(shù)而倍受注目，而對氧化碲系統(tǒng)玻璃進(jìn)行的最新研究則表明，其X3已達(dá)到10-12，約為SiO2玻璃的50倍。1.無機(jī)非線性材料的改性技術(shù)

玻璃非線性光學(xué)材料[1]：具有相同線性折射率的材料，其非線性折射率可能會相差一個數(shù)量級，玻璃的線性或非線性光學(xué)性能的顯著改變是通過改變而非僅僅調(diào)整玻璃的網(wǎng)絡(luò)而實現(xiàn)的。材料的非線性折射率n2大致隨其線性折射率no的增加而提高，并導(dǎo)出了表示兩者之間關(guān)系的經(jīng)驗公式。玻璃組成對其非線性光學(xué)效應(yīng)的影響具有復(fù)雜性，通常認(rèn)為，低折射率玻璃的非線性光學(xué)效應(yīng)主要受陰離子極化的影響，而網(wǎng)絡(luò)形成和調(diào)整陽離子的作用可忽略不計。與此相反，當(dāng)易極化的陽離子濃度增加到一定值時，則陽離子的極化對非線性光學(xué)效應(yīng)的影響將起主導(dǎo)作用，而與陰離子的狀態(tài)無關(guān)。1.無機(jī)非線性材料的改性技術(shù)

玻璃非線性光學(xué)材料：對不同玻璃系統(tǒng)進(jìn)行的旨在提高玻璃非線性光學(xué)折射率的研究，是近十多年來無機(jī)非金屬材料領(lǐng)域中的熱門課題。在研究玻璃的非線性折射率時，引入了一個與玻璃組分有關(guān)的新概念——離子超折射度(hyperpolarizability)α3，并且提出了與三次極化張量3的關(guān)系：

3=L／24∑Ni(α3)i

式中L為與材料的微觀局部電場和宏觀可測電場有關(guān)的因子；

i為組分序號；N為i組分的離子濃度。1.無機(jī)非線性材料的改性技術(shù)

As2S3玻璃[1]：由于陰離子硫?qū)ρ醯奶鎿Q，其X3比氧化物玻璃為大，且是迄今為止所報導(dǎo)的具有最大

3

的非共振玻璃。不過由于硫?qū)俨ＡУ谋菊魑兆钚≈滴挥?—6um(硅酸鹽玻璃位于～1um)，顯然在1.06um波長測得的X3

有相當(dāng)部分屬于共振吸收分量。為了減少這種影響，曾對一系列硫?qū)俨ＡнM(jìn)行過～2um的

3

測試，也很難排除共振吸收對測量值的影響。用多孔玻璃制備含有金微粒的非線性材料[4]：含有金或銀的透明材料具有很高的三階非線性極化率

3。這是由于其表面等離子體振子(surfaceplasmon)的激發(fā)引起局部場強(qiáng)的增加所致。局部場強(qiáng)的增加與基體的介電常數(shù)和所含金屬粒子有關(guān)，因此基體對材料的非線性光學(xué)性質(zhì)起著重要作用。1.無機(jī)非線性材料的改性技術(shù)

無機(jī)玻璃具有較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度及較高的熱或光化學(xué)穩(wěn)定性(與有機(jī)基體相比)等優(yōu)點，所以人們對無機(jī)玻璃中摻入金粒子的研究越來越多。所使用的方法一般為熔融法、溶膠一凝膠法、離子注入法、濺射法、浸漬法等。其中浸漬法是將多孔玻璃浸入HAuCl4的水溶液中，使AuCl4含浸到多孔玻璃的孔隙中，然后進(jìn)行高溫處理促使氯金酸熱分解而析出金原子。所制得的玻璃樣品的三階非線性極化率

3為10-l2esu，若設(shè)法提高玻璃中金粒子的體積比或Au/Si的比值，將會提高X3的值。KTP內(nèi)腔倍頻和Q開關(guān)的同時運(yùn)轉(zhuǎn)：[2]

用KTP晶體作內(nèi)腔調(diào)制二極管泵浦Nd:YVO4激光的Q開關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn)。此KTP晶體同時起著電光Q開關(guān)和II型倍頻器的雙重作用，以獲得脈沖綠光。以通常完成倍頻和調(diào)Q需使用兩塊晶體的結(jié)構(gòu)比較起來，試驗中只使用一塊KTP晶體，故具有損耗小，效率高的特點。用這種新型的摻雜KTP晶體，可長時間不間斷地獲得強(qiáng)脈沖綠光，而看不出該晶體有任何電致色變的現(xiàn)象。

大功率全固化綠光激光器：(中國激光，Vol.23,No.9(1996))

利用中科院物理所生長的Nd:YVO4、KTP晶體和福建物構(gòu)所生長的LBO晶體，采用角度相位匹配的KTP腔內(nèi)倍頻和溫度相位匹配的LBO腔內(nèi)倍頻，成功地研制了一臺LD泵浦的全固化大功率綠光激光器。

1.無機(jī)非線性材料的改性技術(shù)

一種新型多波長激光源，其基本原理主要利用非線性晶體LBO(LiB3O5)的相位匹配折返特性，采用可快速響應(yīng)的角度調(diào)諧方法，以寬頻帶高效率光參量放大特別設(shè)計光路、高精度波長再現(xiàn)性精密機(jī)械設(shè)計和計算機(jī)技術(shù)開發(fā)成功多波長光參量激光器產(chǎn)品。與已有的各種多波長激光器相比，在調(diào)諧范圍、調(diào)諧速度、輸出功率、輸出波長數(shù)，超短脈沖特性等主要技術(shù)性能方面具有明顯的優(yōu)勢，尤其是可調(diào)諧寬度有量級的提高。目前多波長光參量激光器產(chǎn)品已提供國內(nèi)外，用于材料科學(xué)、非線性光學(xué)和光譜研究，均獲成功，市場正在擴(kuò)大中。1.無機(jī)非線性材料的改性技術(shù)

多波長光參量激光器[3]：（中科院物理所,中科福建物構(gòu)所）

多波長激光器可同時輸出不同波長的幾種相干光，但目前其綜合性能有限：如輸出波長少，功率低，調(diào)諧范圍不寬或使用不便等。1.無機(jī)非線性材料的改性技術(shù)

L-arginine(LAP)無機(jī)/有機(jī)摻雜晶體[5]：

L-arginine(LAP)是一種有效的藥物成分．我國山東大學(xué)的研究人員在LAP單晶中首次發(fā)現(xiàn)良好的SHG響應(yīng)．LAP晶體屬KDP族材料，它是在無機(jī)磷酸鹽中加入有機(jī)精氨酸分子，利用有機(jī)精氨酸分子的電荷轉(zhuǎn)移能力，提高和改善晶體的非線性光學(xué)性能，同時也保持了無機(jī)材料的獨(dú)特性質(zhì)，紫外截止波束短于250μm，有良好的相匹配性能和高的損傷閾值；是無機(jī)—有機(jī)雜合材料(inorganic-organichybridcompounds)的一種例子。氘化的LAP晶體(DLAP)在紅外區(qū)有更良好的光譜性能。極化聚合物具有非線性系數(shù)大、響應(yīng)時間快、損傷閥值高、介電常數(shù)低、易于分子設(shè)計等優(yōu)點。

2.有機(jī)非線性材料的改性技術(shù)

一般情況下引入的生色團(tuán)在聚合物薄膜中任意排列分布，整個聚合物具有中心對稱。為了在聚合物薄膜中產(chǎn)生較強(qiáng)的二階光學(xué)效應(yīng)，就必須破壞這種中心對稱性，高溫電暈極化是一種有效的方法[1]。當(dāng)極化時間為10min時，極化程度尚不完全，隨著極化時間的進(jìn)一步增長，極化程度逐漸完全，當(dāng)極化時間增長到30min時，極化膜的SHG強(qiáng)度最大。但當(dāng)極化時間進(jìn)一步延長，達(dá)到60min時，極化膜的SHG相對強(qiáng)度反而下降，這可能是由于長時間高溫處理對染料生色團(tuán)產(chǎn)生破壞。聚（氨酯—酰亞胺）（PUI）[7]：

一種新型的二階非線性光學(xué)材料，兼具PU溶解性和成膜性好以及PI玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較高，耐高溫的優(yōu)點[2]。在最佳極化條件下，通過不同時間中的測定，可以研究極化膜的取向松弛。極化膜在80℃性能參數(shù)可以保持300h不變，而在150℃的高溫下經(jīng)300h后中也能保持65％，較普通的PU更穩(wěn)定。其良好的取向穩(wěn)定性應(yīng)歸結(jié)于酰亞胺鍵的引入提高了聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，從而限制了生色團(tuán)的運(yùn)動。2.有機(jī)非線性材料的改性技術(shù)

聚（氨酯—酰亞胺）（PUI）：

研究在未加外電場情況下對聚合物膜熱處理前后的紫外譜圖發(fā)現(xiàn)，如果將聚合物薄膜在Ts溫度放置60min，其紫外光譜發(fā)生了明顯變化；而在30min以內(nèi)則無明顯變化。說明極化時間達(dá)到60min時，極化膜內(nèi)的生色團(tuán)會出現(xiàn)分解或升華，而極化時間為30min時，生色團(tuán)沒有分解或升華。極化膜的紫外吸收光譜變化是由于生色團(tuán)的取向引起的，因而最佳極化時間應(yīng)為30min左右。實驗得到，PUI體系的最佳極化條件為：極化溫度Ts810℃左右，極化電壓3100V，極化電流2mA，極化時間為30min。2.有機(jī)非線性材料的改性技術(shù)

自1989年有關(guān)論文發(fā)表后，在國際同行引起較大反響，公認(rèn)中國茶是新型的非線性光學(xué)材料。1993年在美國物理雜志上一篇文章中報導(dǎo)：中國茶因其具有非線性系數(shù)高，可在He-Ne激光下工作，價廉等優(yōu)點，很適用于在大學(xué)的非線性教學(xué)中作示范實驗。認(rèn)為我們的研究結(jié)果提供了一種簡單的實現(xiàn)自聚焦，光學(xué)雙穩(wěn)等非線性現(xiàn)象的途徑。2.有機(jī)非線性材料的改性技術(shù)

新型的非線性光學(xué)材料?中國茶（中科院物理所）

中國茶等是一種非線性效應(yīng)很強(qiáng)的克爾介質(zhì)，它的非線性系數(shù)比二硫化碳CS2高六個量級，即使對較弱的氦氖He－Ne激光(5mW)也可觀察到上述非線性光學(xué)效應(yīng)，而且在一定的濃度范圍內(nèi)，中國茶的非線性系數(shù)n2

變化不大。用不同的溶劑(如乙醇,水等)及類似茶的物質(zhì)(中藥液，葉綠素溶液等

)進(jìn)行了一系列實驗，發(fā)現(xiàn)它們均具有很強(qiáng)的非線性效應(yīng)，也是具有高非線性系數(shù)的克爾介質(zhì)。

光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)是指輸入某一光信號，雙穩(wěn)元件可以具有兩種穩(wěn)定的輸出態(tài)，究竟輸出哪一種狀態(tài)，可以根據(jù)需要來確定。2.有機(jī)非線性材料的改性技術(shù)

光強(qiáng)在光束橫截面上呈高斯分布的光束，的介質(zhì)相當(dāng)于一個凸透鏡，對高斯光束有會聚作用，這就是自聚焦效應(yīng)，的介質(zhì)相當(dāng)于一個凹透鏡，使高斯光束發(fā)散，這就是自散焦效應(yīng)。二階有機(jī)非線性光學(xué)材料的分類：[13]

有機(jī)晶體材料

①尿素及其衍生物；②間二取代苯及其衍生物；③芳香族硝基化合物；④有機(jī)鹽(離子型有機(jī)晶體)，其中許多材料已得到實際應(yīng)用，如尿素擱甲基苯胺、間甲基對硝基氧化吡啶(PoM)等．金屬有機(jī)化合物其中具有最大SHG效應(yīng)的物質(zhì)是I-取代二茂鐵吡啶鹽，其SHG值是尿素的225倍。高聚物①高分子與生色基小分子的主-客復(fù)合物；②側(cè)鏈鍵連型聚合物；

③主鏈鍵連型聚合物；④交鏈型聚合物等。2.有機(jī)非線性材料的改性技術(shù)

三階有機(jī)非線性光學(xué)材料的分類：[13]

有機(jī)低分子化合物

①偶氮化合物；②菁染料類化合物等。金屬有機(jī)化合物

①金屬烯烴類有機(jī)配合物；②金屬多炔聚合物等。高聚物①如以聚雙炔（PDA）為代表的共軛聚合物。對各種酞菁金屬有機(jī)化合物，在酞菁環(huán)上接上提供額外萬電子的芳香基，可增強(qiáng)非線性光學(xué)效應(yīng)；若在這些芳香基上接上一些長鏈烴基，可改善其在溶劑中的溶解性，便于加工成膜。2.有機(jī)非線性材料的改性技術(shù)

三階非線性光學(xué)材料的改性：

對有機(jī)低分子而言，通過引入不同的吸供電子基，既可增強(qiáng)分子內(nèi)的電荷轉(zhuǎn)移程度，同時又使平面分子因分子內(nèi)和分子間氫鍵的相互作用而疊合形成“分子層”，導(dǎo)致晶體或薄膜中形成對提高非線性極化率值起關(guān)鍵作用的三維構(gòu)造分子層。聚合物三階非線性光學(xué)材料是三階非線性光學(xué)材料重要方向，目前研究較多的是以聚雙