用磁控反应溅射和退火方法制备纳米Si-SiNx复合薄膜,研究材料制备工艺、微观结构和非线性光学效应,通过改变制备工艺条件以减小纳米Si的粒径来提高纳米Si-SiNx薄膜三阶光学非线性,非线性折射率系数可达到7.4×10-15m2/w。研究磁控反应溅射制备Si/SiNx多量子阱的生长技术,制备不同结构形态(不同阱宽、不同阱深、不同周期数)的Si/SiNx多量子阱,研究量子阱结构和形态与非线性光学效应增强特性的关系。通过优化结构参数和制备工艺,使Si/SiNx多量子阱非线性折射率系数达到1.47×10-13m2/w 。研究Si/SiNx非对称耦合多量子阱的二次谐波与阱间耦合效应的关系,得到比较强的二阶非线性光学效应,二阶非线性极化率可达10-9m/V量级。分析多量子阱中激子物理行为和其非线性效应增强的机制。首次报道了磁控反应溅射制备的纳米Si-SiNx复合薄膜和Si/SiNx多量子阱薄膜作为饱和吸收体在Nd:YAG激光器中实现稳定的被动调Q与锁模运转, 表明这种材料在发展新型的光电子器件方面有很好的应用前景。
英文主题词nonlinear optical properties; ncSi-SiNx films; Si/SiNx multiquantum well; exciton property; passive Q-switching and mode locking