Sb80Bi20光学非线性纳米薄膜的超分辨效应.pdf

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1、第41卷第7期中国激光V01．41。NO．72014年7月CHINESEJ0URNALOFLASERSJuly，2014Sb80Bi20光学非线性纳米薄膜的超分辨效应翟凤潇张奎王阳吴谊群／郑州轻工业学院物理与电子工程学院，河南郑州450002、＼中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室，上海201800／摘要利用Z_扫描测试技术研究了低功率下sbs。Bi。纳米薄膜的非线性光学特性，并利用椭圆偏振光谱仪测量了薄膜光学常数及椭偏参数。实验结果表明sbs。Bi。薄膜具有较大的饱和非线性光学吸收，非线性系数约为一0．018m／w，而非线性折射

2、率效应却不明显。sb。。Hi。纳米薄膜的超分辨效应主要在于具有大的非线性吸收系数。理论计算表明35nm厚薄膜可使高斯光束半径缩小大约1O。因此sbs。Biz。薄膜有望用于近场超分辨结构。关键词薄膜；sb。。Bi。。薄膜；超分辨效应；z扫描测量；光学非线性中图分类号0484．4文献标识码Adoi：10．3788／CJL201441．0707002Super-ResolutionEffectofSb80Bi20OpticalNonlinearityNanofilmsZhaiFengxiaoZhangKuiWangYangWuYiqunCollegeo

3、fPhysicsandElectronicsEngineering，ZhengzhouUniversityofLightIndustry，Zhengzhou，Henan450002，ChinaKeyLaboratoryofMaterialsfoHighPowerLaser，ShanghaiInstituteofOpticsandFineMechanics，ChineseAcademyofSciences，Shanghai201800，ChinaAbstractAZ．scansystemisemployedtoinvestigateopticaln

4、onlinearityofBi2oSb8othinfilmsunderlowlaserintensity．Opticalconstantsandellipsometricparametersaremeasuredbyspectroscopicellipsometry．ExperimentalresultsindicatethatSb8oBi20filmsshowgiantnonlinearsaturatedabsorption．Thenonlinearabsorptioncoefficientisabout～0．018m／W．However．th

5、ereiSnoappreciablenonlinearrefractioneffectinmeasurement．ThegiantnonlinearsaturatedabsorptioniSdominantresponseforsuper—resolutioneffect．ThecalculationresultindicatesthatthesqueezedhalfwidthofGaussianspotwithabout10％canbeachievedinSb80Bi2ofilmswiththicknessof35nm．TheSb8oBi20n

6、anofilmsareshowntobeverypromisingforsuper-resolutionapplications．Keywordsthinfilms；Sb8oBi20films；super—resolutioneffect；Z-scanmeasurement；opticalnonlinearityOCIScodes310．6860；190．4400；160．4760；210．42451引言相关[4]。因此，许多具有非线性光学特性的材料近场超分辨技术可以突破光学衍射极限，在纳被用于超分辨近场结构引。SbBi一薄膜具有较低的熔点温度和

7、较大的光米光刻、纳米制造以及纳米信息存储等领域具有广学非线性特性_1¨]，因此也被用作近场超分辨掩膜泛的应用前景n]。在近场超分辨结构技术中，非结构_1引。前期的研究结果表明Sb。Bi。。纳米薄膜线性掩膜材料是实现超分辨技术的关键。最早用于超分辨结构的掩膜层材料是半金属Sbl1j。对于Sb具有较强的光热非线性响应、快速光热开关特性和较好的重复稳定性[1引。这说明Sb。Bi。薄膜有望在超分辨近场结构中的工作机理，虽然研究人员提出了各种不同的观点，但是他们都认为薄膜的光学用于新型超快光存储超分辨结构，然而目前对于该材料的超分辨实现机制尚不清楚。文献E

8、19—20]研和光热非线性特性与其作为超分辨掩膜的能力密切收稿日期：2014—01—08：收到修改稿日期：2014—02—12基金项目：