Document Type : Original Article
Authors
Department of Physics, Alzahra University, Tehran, 199389, I.R. Iran
Abstract
The nonlinear optical properties of carbon nanotubes (CNTs) have been studied by using the Z-scan technique. Experiments are performed by CW second harmonic of Nd-YAG laser at 532 nm wavelength with a power of 40 mW. The samples are synthesized by the chemical vapor deposition (CVD) method in the presence of Nickel and Nickel-Cobalt catalysts. In this work, for the first time, effect of the type of catalyst has been investigated with CNTs being a set of series single-walled and multi-walled nanotubes with different diameters. Nonlinear refractive index (n2) and nonlinear absorption coefficient (β) were measured by a closed and open aperture experimental configuration of Z-scan. The experimental results show that the two-photon absorption effect is the dominant nonlinear process in the samples. The results approve the capability of the samples to be used as an optical limiter device. The nonlinear optical refractive index and nonlinear absorption coefficient of samples are in the order of 10-6 cm2/W and 10-1 cm/W, respectively. The sign of nonlinear refractive index of the samples is negative which indicates that the sample has acted as a divergent lens.
Keywords
Article Title [Persian]
مطالعه خواص اپتیک غیر خطی نانولوله های کربنی سنتز شده با کاتالیست نیکل و نیکل کبالت با استفاده از روش زد اسکن
Authors [Persian]
گروه فیزیک، دانشکده فیزیک و شیمی، دانشگاه الزهرا، تهران، ایران
Abstract [Persian]
خواص اپتیک غیر خطی نانولوله های کربنی (CNTs) با استفاده از روش زد- اسکن (Z-scan)مطالعه شده است. آزمایش ها با استفاده از هارمونیک دوم لیزر نئودیوم- یگ پیوسته با طول موج 532 نانومتر با توان 40 وات انجام شدند. نمونه ها با روش نشست شیمیایی در فاز بخار (CVD) با استفاده از کاتالیست های نیکل و نیکل کبالت سنتز شدند. در این پژوهش، برای اولین بار اثر نوع کاتالیست بر مجموعه ایی از CNT های تک دیواره و چند دیواره با قطرهای متفاوت بررسی شده اند. ضریب شکست غیر خطی (n2) و ضریب جذب غیر خطی (b) نمونه ها با آزمایش زد-اسکن با دریچه بسته و دریچه باز اندازه گیری شدند. نتایج تجربی نشان می دهد که اثر جذب دوفوتونی، فرآیند غیر خطی غالب در نمونه ها است. نتایج تایید می کنند که نمونه ها قابلیت دارند که به عنوان وسایل محدود کننده اپتیکی استفاده شوند. ضریب شکست و ضریب جذب اپتیک غیر خطی نمونه ها به ترتیب از مرتبه 6-10 cm2/W و 1-10 cm/W است. علامت ضریب شکست غیر خطی نمونه ها منفی است و دلالت بر این دارد که می توانند به عنوان لنز واگرایی عمل کنند.
Keywords [Persian]