1、探究具有較大的三階非線性折射率和超快響應(yīng)速度的非線性光學(xué)材料在光通信、光限幅器、以及全光開關(guān)等眾多光學(xué)器件方面具有重要的意義。目前研究比較熱的有半導(dǎo)體量子點(diǎn)、碳納米管、有機(jī)材料和金屬材料等。
　　碳納米管(CNTs)獨(dú)特的一維管狀結(jié)構(gòu)和特殊的物理化學(xué)性質(zhì)，使其在物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)與材料科學(xué)等領(lǐng)域扮演著至關(guān)重要的角色。碳納米管獨(dú)特的一維π電子結(jié)構(gòu)和快速的非線性響應(yīng)特性使其成為了研究工作者的一個(gè)研究熱點(diǎn)。半導(dǎo)體納米材料獨(dú)特的量子尺寸

2、效應(yīng)使得半導(dǎo)體量子點(diǎn)表現(xiàn)出了不同的線性與非線性光學(xué)特性。受合成方法、制作工藝、尺寸大小的影響，同種半導(dǎo)體量子點(diǎn)在不同的條件下會(huì)表現(xiàn)出不同的非線性光學(xué)效應(yīng)。因此，還需要細(xì)致的研究半導(dǎo)體量子點(diǎn)的非線性光學(xué)特性。半導(dǎo)體材料可以分散在有機(jī)聚合物中，從而被制作成薄膜，這種復(fù)合材料不僅可以表現(xiàn)出半導(dǎo)體量子點(diǎn)的非線性光學(xué)效應(yīng)，還可以保持薄膜的可塑性特點(diǎn)，因此為材料的加工提供了方便。半導(dǎo)體材料還可以通過物理或者化學(xué)的方法與其他材料進(jìn)行復(fù)合如碳納米管、石

3、墨烯等。由于這些材料都具有較強(qiáng)的三階非線性光學(xué)特性，因此修飾后的復(fù)合材料的三階非線性光學(xué)特性也是一個(gè)值得探究的課題。
　　本論文共分為五章，第一章緒論，主要對(duì)當(dāng)前三階非線性光學(xué)的研究進(jìn)展進(jìn)行概括總結(jié)，然后介紹了非線性光學(xué)的發(fā)展，以及MWCNTs和半導(dǎo)體量子點(diǎn)的三階非線性光學(xué)研究進(jìn)展；第二章論述了材料的非線性光學(xué)性質(zhì)的測量方法及原理，重點(diǎn)介紹了單光束Z掃描原理及計(jì)算方法；第三章研究了MWCNTs的純化實(shí)驗(yàn)以及其三階非線性光學(xué)性質(zhì)；第

4、四章探究了ZnS半導(dǎo)體量子點(diǎn)的合成以及其三階非線性光學(xué)性質(zhì)；第五章通過實(shí)驗(yàn)合成了不同濃度的ZnS量子點(diǎn)與MWCNTs的復(fù)合材料。在相同的濃度下對(duì)復(fù)合材料和體材料進(jìn)行了 Z掃描測試并且討論了其三階非線性光學(xué)性質(zhì)的變化規(guī)律，最后是總結(jié)與展望。
　　本論文的主要內(nèi)容有：
　　第一，對(duì) MWCNTs進(jìn)行了純化實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中采用強(qiáng)混酸腐蝕的方法對(duì) MWCNTs進(jìn)行了洗滌。通過對(duì)比MWCNTs的透射電子圖，以及元素含量能級(jí)譜圖，我們發(fā)現(xiàn)純

5、化后的MWCNTs表面光滑無其他顆粒存在，且從能級(jí)譜圖中也未發(fā)現(xiàn)有其他元素的存在。通過Z掃描測試，我們發(fā)現(xiàn)MWCNTs是一種自聚焦材料，具有飽和吸收特性。
　　第二，實(shí)驗(yàn)中合成了尺寸為10 nm左右大小分布均勻的半導(dǎo)體量子點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)測得ZnS量子點(diǎn)是一種自散焦材料，具有雙光子吸收特性。研究表明：ZnS量子點(diǎn)的三階非線性極化率為3.06×10-12 esu，比MWCNTs高出了近10倍。
　　第三，采用化學(xué)吸附的方法在MWCNT

6、s表面包裹了ZnS半導(dǎo)體量子點(diǎn)。通過控制反應(yīng)過程中各物質(zhì)的量的變化，合成了不同濃度的ZnS半導(dǎo)體量子點(diǎn)與MWCNTs的復(fù)合材料。在相同的測試濃度下，分別對(duì)復(fù)合材料、體材料進(jìn)行了 Z掃描測試，結(jié)果表明：復(fù)合材料總表現(xiàn)出MWCNTs的飽和吸收特性和ZnS的負(fù)的非線性折射效應(yīng)，且當(dāng)S源與Zn源的濃度均為6.25×10-3 mol/L時(shí)，復(fù)合材料的三階非線性極化率達(dá)到最大值2.67×10-11 esu。與碳納米管相比，復(fù)合材料改變了其三階非線性