1. 研究目的与意义（文献综述）

近年来,光通讯、全光学信息处理和光计算机的研究工作突飞猛进 ,对各种空间光调制器、全光学开关提出了实用化要求 ,光学相位共扼 、光学双稳态等非线性光学效应将在这些器件中得到更加广泛的应用。在光学技术中，光学薄膜在光电技术和光电仪器中占据非常重要的地位，光学薄膜会使光在传播过程中的反射、透射及偏振特性发生改变，如偏振分光膜实现了光束调整、再分配；增透膜和增反膜用来提高光学效率；在新兴的光电器件中用来导电、发光的透明ITO导电膜、有机发光显示薄膜等。聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）由于透射率高和易于成膜的特点吸引了人们的广泛关注。 8-羟基喹啉铝(Alq3)是很好的绿光发光小分子材料，它的绿色光纯度、发光效率和稳定性都很好。本文采用客主掺杂体系的聚合物复合薄膜，研究含Alq3成分的PMMA薄膜的非线性折射率。
本次实验采用旋涂法制备含Alq3的PMMA薄膜，旋涂法制备的薄膜厚度在30nm-2000nm之间精确可控，其设备结构简单且易于操作，具备优良的性价比，广泛应用于微电子行业，但由于PMMA材料作为一种光学塑料存在一些问题：耐热性差；易吸水；热膨胀系数高出玻璃十倍；成膜的均匀性不能完全保证，因此本次实验选取不同质量配比的PMMA与Alq3溶于氯仿中，超声震荡使其充分混合后再进行旋涂，选取形貌较好的薄膜进行观察和测量。
测量和观察材料的三阶非线性光学效应的方法主要有简并四波混频、非线性干涉法、近简并三波混频、自衍射、光束畸变等。二十世纪末M.Sheik-Bahae等人提出了一种纵向扫描方法，简称Z-扫描技术。Z-扫描技术由于实验装置结构简单，测量灵敏度高，被广泛应用于材料的三阶非线性折射率测量。它的主要原理是：利用样品在聚焦光束焦点附近沿光轴移动，测量远场光阑处的光强，通过对数据的处理，可以获得材料非线性吸收系数和非线性折射率的值。
为了研究含Alq3成份的PMMA薄膜的非线性折射率，采用旋涂法制备出包含Alq3和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的聚合物薄膜，观察薄膜的表面形貌。为了提高测量含Alq3成份的PMMA薄膜的非线性折射率的准确度，搭建Z-扫描系统，通过Z-扫描法测量被测材料的非线性系数。并最终通过Matlab软件进行理论分析。

2. 研究的基本内容与方案

设计的基本内容

主要内容

利用旋涂法制作含alq3成份的pmma薄膜，利用z-扫描法测量其非线性折射率，并依据相关非线性光学原理利用matlab编程进行理论分析，以期研究alq3的新性能，以期制作有新功能的光学元器件。

3. 研究计划与安排

第1～3周 接受并熟悉任务，开展调查研究，撰写开题报告。

第4～11周 利用旋凃法制作含alq3成份的pmma薄膜，对其非线性光学效应进行实验和理论分析研究。

同时 进行外文文献的翻译。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]范希智.物理光学[m].北京：清华大学出版社，2016.

[2]谢敬辉，赵达尊，阎吉祥.物理光学教程[m].北京：北京理工大学出版社，2015.

[3]shixiong qian and rongyi zhu nonlinear optics[m].shanghai：fudanuniversitypress ，2005.