(3.215.77.193) 您好!臺灣時間:2021/04/17 02:22
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果

詳目顯示:::

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:吳正文
論文名稱:有機染料的非線性光學Kramers-Kronig Relation
論文名稱(外文):Nonlinear optical kramers-kronig relation in organic solutions
指導教授:魏台輝
學位類別:碩士
校院名稱:國立中正大學
系所名稱:物理系
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:66
中文關鍵詞:Kramers-Kronig RelationZ-scan有機染料
相關次數:
  • 被引用被引用:0
  • 點閱點閱:719
  • 評分評分:系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本論文旨在探討有機染料溶液的激態吸收與折射間的Kramers-Kronig Relation。
去年,我們以時寬為20皮秒、波長為532奈米的雷射脈衝對C60/toluene與C70/toluene溶液進行Z-scan實驗,結果發現兩者的非線性吸收與折射都源自激發態分子的進一步激發(subsequent excitation of molecules on the excited states),但兩種分子的折射截面卻正負號相反:C60的為正,C70的為負。為此,我們對這兩種材料的激發態吸收頻譜進行Kramers-Kronig Relation積分,計算它們在532奈米處的激發態折射截面,以驗證兩種分子的非線性折射截面是否確實正負號相反。關於激發態吸收頻譜的Kramers-Kronig Relation積分,我們用以下兩種技巧:(i)數值方法直接積分,以及(ii)Laurentian 分解法。當兩種方法所產生的激態折射截面的正負號都與實驗相吻合時,它們所產生的數值卻差了五個量級,因此我們的計算技巧仍有待日後進ㄧ步改善。

In this thesis, we investigate the Kramers-Kronig Relation between the excited state absorption and refraction of organic solutions.
Using Z-scan technique with 20 picosecond (ps) laser pulses at a wavelength of 532 nanometer (nm), we have characterized nonlinear absorption and refraction of C60 and C70, both dissolved in toluene. While we attribute both molecules’ nonlinear absorption and refraction to excited state excitation, the signs of their excited state refractive cross section are opposite: positive for C60/toluene and negative for C70/toluene. Given the excited state absorptive spectra of both solutions, we calculate, via Kramers-Kronig Relation, their excited state refractive cross section at 532 nm using two different approaches: (i) direct numerical integration, and (ii) Laurentian decomposition. As a result, both approaches yield the same signs as our measurements show, although further effort is needed to reduce the discrepancy between the values obtained via these two approaches.

第一章 緒論............................ 1
第二章 色散定律與Kramers-Kronig Relation.............. 4
2.1 感應電偶極.......................... 4
2.2 線性介電質.......................... 6
2.3 色散定律........................... 9
2.3.1 分子極化率模型 ..................... 9
2.3.2 複數的電極化率 .................... 10
2.4 Kramers-Kronig Relation.................... 13
2.5 Kramers-Kronig Relation的ㄧ般性................ 16
第三章 實驗裝置與相關量測技術.................. 17
3.1 Nd:YAG雷射......................... 17
3.2 自相干技術(Autocorrelation) .................. 23
3.3 針孔掃描技術......................... 28
3.4 Z-scan技術......................... 31
3.5 激發態吸收量測........................ 34
第四章 結果與討論........................ 36
4.1 程式計算與擬合....................... 37
4.1.1 程式積分計算之方式................... 39
4.1.2 計算結果........................ 39
4.2 勞倫茲展開.......................... 41
第五章 未來展望......................... 44
附錄A Cauchy Integral....................... 45
附錄B Residue Theory....................... 47
附錄C Cauchy Principal Value Integral................ 49
附錄D Kramers-Kronig Relation................... 51
附錄E 非線性的吸收與折射.................... 55
E.1 物質對光的非線性吸收與折射效應............... 55
E.2 C60/甲苯與C70/甲苯之非線性吸收和折射現象的微觀模型...... 60
附錄F 電極化率實部與虛部之關係 63
F.1 By the Dirac identity...................... 63
參考文獻 66
圖 表
圖1.1 圖解因果律(causality)與色散關係的聯繫。 1
圖2.1 電子(●)被極化時,電子雲隨電場方向拉開。 4
圖2.2 電極化率實部和虛部之對應,左圖為吸收曲線。 13
圖2.3 能級線寬控制吸收峰的半腰寬。 15
圖3.1 Nd3+:YAG雷射內部裝置圖。 17
圖3.2 Nd3+粒子微觀模型。 18
圖3.3 Nd3+螢燐光強時間分佈。 18
圖3.4 上排:二倍頻、Q-開關、自鎖模Nd:YAG雷射輸出脈衝串之光強的時間分佈。下排:(i)從脈衝串中擷取出個別皮秒脈衝之光強的時間分佈;(ii)脈衝串失去一個皮秒脈衝後之光強的時間分佈。 21
圖3.5 方程式中 為脈衝時寬(HW1/eM), 表示光在z=0處的光斑半徑。 22
圖3.6 自相干裝。 23
圖3.7 自相干掃描實驗結果,倍頻擬合時寬約為20ps。 26
圖3.8 針孔掃描技術實驗裝置圖。 28
圖3.9 針孔掃描技術實驗裝置圖。 30
圖3.10 Z-scan裝置圖。 31
圖3.11 Z-scan實驗特性曲線圖。 32
圖3.12 (a)自聚焦效應之圖示,(b)自散焦效應之圖示。 33
圖3.13 (a)ClAlPc/methanol在20 ps時域的低能量 Z-scan實驗結果。 33
圖3.14 (532 nm脈衝)pump-(白光脈衝)probe實驗裝置。 34
圖4.1 三能級模型。 36
圖4.2 (a)為 在400nm~900nm波段的光譜,(a)為 在400nm~900nm波段的光譜。 37
圖4.3 彈簧振子模型中以Lorentz分佈代表吸收。 38
圖4.4 單一吸收峰經KKR轉換後所得的折射頻譜。 38
圖4.5 細線是以678nm為吸收中心展開的頻譜,共60000點。 39
圖4.6 若輸入吸收數據共60000點,每相鄰兩點的頻率間距相等,此為程式計算結果。 40
圖4.7 以數值解得出C60的激發態折射頻譜。 40
圖4.8 以數值解得出C70的激發態折射頻譜。 40
圖4.9 C60的激態吸收頻譜經73個Lorentz展開後所得擬合之結果。 41
圖4.10 C70的激態吸收頻譜經70個Lorentz展開後所得擬合之結果。 42
圖4.11 C60激發態的吸收與折射對應關係曲線。在532 nm處C60/甲苯的非線性折射率確實為正。 43
圖4.12 C70激發態的吸收與折射對應關係曲線。在532 nm處C60/甲苯的非線性折射率確實為負。 43
圖a.1 圓cn中圍繞的為畸點zn。 45
圖a.2 包圍畸點的圓只能縮小不能任意放大。 46
圖c.1 圖中只有一畸點在實軸上。 49
圖d.1 圖中畸點 和 須以B.3求解,畸點 則以定理C.1。 52
圖d.2 當觀測折射的頻率與材料吸收頻率範圍相同時,利用解析解可得出此吸收和折射的對應。 54
圖e.1 三能級示意圖, 、 、 分別為 、 、 能階上的電子密度。 60
圖e.2 有機染料電子躍遷五能級模型圖。 61

[01] 劉岱泯,國立中正大學物理研究所碩士論文,2002。
[02] D. C. Hutchings, M. Sheik-Bahae, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, Opt. and Quan. Electron. 24, 1 (1992).
[03] K.-E. Peiponen, E.M. Vartiainen, T. Asakura, Dispersion, Complex Analysis and Optical Spectroscopy, Springer, p90~91 (1998)
[04] Hartmut Haug, Stephan W. Koch, Ouantum Theory of the Optical and Electronic Properties of Semiconductors, Fourth Edition, World Scientific, p300~302 (2004)
[05] G. W. Milton, D. J. Eyre, J. V. Mantese, Phys. Rev. Lett. 79, 3062 (1997).
[06] Stephen M. Barnett, Rodney Loudon, Phys. Rev. Lett. 77, 2444 (1996).
[07] Valerio Lucarini, Jarkko J. Saarinen, Kai-Erik Peiponen, J. Chem. Phys. 119, 11095 (2003).
[08] 林慧玲,國立中正大學物理研究所碩士論文,2002。
[09] 胡誌峰,國立中正大學物理研究所碩士論文,2001。
[10] Minyung Lee, Ok-Keun Song, Jung-Chul Seo, Dongho Kim, Chem. Phys. Letters 196, 325 (1992).
[11] Thomas W. Ebbesen, Katsumi Tanigaki, Sadanori Kuroshima, Chem. Phys. Letters 181, 501 (1991).
[12] Katsumi Tanigaki, Thomas W. Ebbesen, Sadanori Kuroshima, Chem. Phys. Letters 185, 189 (1991).
[12] 蔡沛昌,國立中正大學物理研究所碩士論文,2000。
[13] K.-E. Peiponen, E.M. Vartiainen, T. Asakura, Dispersion, Complex Analysis and Optical Spectroscopy, Springer, p17~19 (1998)
[14] Hartmut Haug, Stephan W. Koch, Ouantum Theory of the Optical and Electronic Properties of Semiconductors, Fourth Edition, World Scientific, p4~5 (2004)

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
無相關論文
 
1. 張卿卿,1999,「政治競選廣告對選民議題設定與預示的效果研究」。廣告學研究,第12集,頁39-64。
2. 翁秀琪、孫秀蕙,1994,「選民的媒介使用行為及其政治知識、政黨偏好與投票行為之間的關聯-兼論台灣媒體壟斷對政治認知與行為的影響」。選舉研究,第一卷第二期,頁1-26。
3. 徐永明,2001c,「事件與議題:台灣二千年總統選舉中的興票案與兩岸關係」。民意研究季刊,215期,頁67-102。
4. 張佑宗,1996,「族群衝突與民主鞏固:台灣民族國家政策與民主政策的政治邏輯」。選舉研究,第三卷第一期,頁179-202。
5. 徐永明,2001b,「民調在競選中的角色:以兩千年台灣總統大選中『未表態選民』為例」。問題與研究,第40卷第5期,頁105-119。
6. 徐永明,2001a,「九四、九八台北雙城記:不確定中大眾選擇的分流點」。東吳政治學報,第12期,頁75-112。
7. 徐火炎,1999,「李登輝情結的政治心理與選民的投票行為」。選舉研究,第五卷二期,頁35-71。
8. 徐火炎,1996b,「『李登輝情結』與省市長選舉的選民投票行為:一項政治心理學的分析」。選舉研究,第二卷二期,頁1-36。
9. 徐火炎,1995,「選民的政治認知與投票行為」。人文及社會科學集刊,第七卷第一期,頁247-288。
10. 徐永明,2000b,「宋楚瑜現象:菁英分裂、選票動員與政黨重組」。理論與政策,第十四卷第二期,頁93-118。
11. 徐火炎,2001a,「1998年二屆台北市長選舉選民投票行為之分析:選民的黨派抉擇與分裂投票」。東吳政治學報,第13期,頁77-127。
12. 徐火炎,1994,「認知動員、選舉動員類型與選民的投票行為:第二屆國民大會代表選舉的分析」。社會科學論叢,第42輯,頁101-147。
13. 徐火炎,1993b,「選舉競爭與政治分歧結構的變遷:國民黨與民進黨勢力的消長」。人文及社會科學集刊,第六卷第一期,頁37-75。
14. 徐火炎,1992b,「民主轉型過程中的政黨重組:台灣地區選民的民主價值取向、政黨偏好與黨派投票改變之研究」。人文及社會科學集刊,第五卷第一期,頁213-263。
15. 徐火炎,1992a,「美國選舉政治中政黨認同票的式微」。美國月刊,第七卷第六期,頁30-39。
 
系統版面圖檔 系統版面圖檔