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二氧化钛薄膜的三阶非线性光学特性

龙华 , 陈爱平 , 杨光 , 李玉华 , 陆培祥

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00221

采用脉冲激光沉积技术在熔石英基片上制备了c轴取向的锐钛矿相TiO₂薄膜.通过X射线衍射和原子力显微镜对薄膜的结构、结晶性和表面特性进行了表征.通过透射光谱计算得到TiO₂薄膜折射率约为2.1，光学带隙约为3.18eV.结合飞秒激光和Z扫描方法测量了薄膜的超快非线性光学特性，结果表明：锐钛矿TiO₂薄膜具有负的非线性吸收系数和负的非线性折射率，其大小分别为-6.2×10^-11m/W和-6.32×10^-17m²/W，对应的三阶非线性极化率的实部和虚部分别为-7.1×10^-11esu和-4.42×10^-12esu.并计算薄膜的优值比T=βλ/n₂≈0.8，表明锐钛矿相的TiO₂在非线性光学器件方面具有潜在的应用前景.

关键词: 二氧化钛 , films , Z-scan , third-order optical nonlinearities