基于导波共振技术共轭聚合物非线性光学参数测量新方法的研究

聚合物光子学是聚合物科学与光子学交叉形成的一个新兴前沿学科，并已成为光子学的研究热点之一。建立聚合物光子学材料的表征手段和系统，从理论和实验上探索光子学聚合物非线性光学性质，是充分发挥光子学聚合物独特性质、设计和优化聚合物光子学器件的前提。本项目利用导波共振技术探索共轭聚合物材料与光子相互作用的机理，建立对共轭聚合物材料一系列非线性光学参数的测试方法。进一步通过密度矩阵理论，研究共轭聚合物非线性光学参数在非谐振区的色散关系。由于导波共振作用，不需要利用高功率脉冲激光和锁相放大技术，本项目具有实验测试平台简单、测试灵敏度高的优点，将为聚合物光子学材料的研究和器件的开发利用提供了必要的理论和技术基础。

本项目建立了测量共轭聚合物材料光学非线性参数的实验装置，基于导波共振技术，利用Pockel和Kerr电光过程，实现了对Pockel电光张量、Kerr电光张量元、二阶分子超极化率的测量；同时采用密度矩阵理论的二能级模型近似，将非线性光学参数的频率项和非频率项分离，获得上述二阶和三阶非线性光学参数在整个非谐振区的色散关系。.本项目由于利用了导波共振作用，所以不需要高功率脉冲激光，仅采用低功率连续半导体激光器（50mW-100mW）实现了对共轭聚合物非线性参数的测量，并且测量的灵敏度较高，不需要锁相放大器就可以检测到信号，实验设备简单、成本低。在一套实验测试平台上，实现了对共轭聚合物材料多个非线性参数的测量。.发表SCI收录的学术论文4篇，申请专利1项。培养博士研究生3人，硕士研究生4人。