石墨烯衍生材料的空間自相位調(diào)制.pdf

1、2004年石墨烯的發(fā)現(xiàn)提供了一個全新的看待碳材料的角度:0-維的巴基球、1-維的碳納米管、3-維的石墨均可以被視為2-維的石墨烯的衍生體。石墨烯具有優(yōu)良的光學(xué)特性，這是它引人注目的原因之一。前期的理論和實驗集中在透過率（包括受電極調(diào)控的透過率）和瑞利散射等線性光學(xué)特性的研究。稍后的拉曼散射等非線性光學(xué)特性的研究已接近成熟。但所有這些都是非純相干的光散射過程。目前，包括我們的工作在內(nèi)的國際研究趨勢是越來越關(guān)注石墨烯的純相干的非線性光學(xué)特性

2、。我們觀測到的空間自相位調(diào)制是一個典型的例子，除了基礎(chǔ)研究的意義（例如它提供了一種全新的測量石墨烯材料x(3)的方法），它還展示給人們石墨烯在非線性光學(xué)和光電子學(xué)方面的廣闊的潛在應(yīng)用。
　　 我們實驗研究了兩種石墨烯相關(guān)材料:石墨納米晶懸浮液和基于聚乙烯醇襯底上的石墨固態(tài)薄膜，成功地在兩種材料中分別觀測到了純相干的非線性光學(xué)特性—空間自相位調(diào)制。實驗觀測到典型的空間自相位調(diào)制特有的干涉環(huán)，外邊的環(huán)最亮，內(nèi)部的環(huán)最弱，環(huán)的半徑和個

3、數(shù)都隨激光功率的增加而線性增加。據(jù)此我們經(jīng)過計算得出樣品的非線性折射率n2，并且計算出3-階非線性光學(xué)系數(shù)x(3)。我們的工作表明石墨納米晶的x(3)比石墨烯的x(3)略小，相差不超過1個數(shù)量級。它們都比C60和碳納米管的相應(yīng)的系數(shù)高出好幾個數(shù)量級。實驗還進(jìn)行了變波長情況下的研究。就應(yīng)用前景而言，石墨/聚乙烯醇材料更有利于集成化，實驗表明由于材料不是石墨單晶薄膜，存在晶疇，導(dǎo)致熱效應(yīng)加劇，出現(xiàn)燒蝕現(xiàn)象，樣品的質(zhì)量有待進(jìn)一步提高。我們進(jìn)行