فرمول بندي جاروب Z براي تغيير فاز غيرخطي گرمايي بزرگ

Z-scan Formalism for Large Thermal Nonlinear Phase Shift

در اين كار يك آناليز تئوري بر اساس فرآيند ترمو-اپتيكي غيرموضعي بدون در نظر گرفتن تقريب عدسي نازك براي توصيف نتايج اندازه گيري جاروب Z جهت اندازه گيري ضريب شكست غير خطي گرمايي بزرگ در مواد ارايه شده است. براي اين منظور، با حل معادله انتقال حرارت، تابع توزيع دمايي درون نمونه بدست آمده و به كمك آن تغيير فاز ايجاد شده و در نتيجه تغييرات ضريب شكست گرمايي مشخص مي شود. سپس با استفاده از تئوري پراش فرنل، انتشار باريكه ليزر را در حضور تغيير فاز ايجاد شده براي تكنيك جاروب Z محاسبه مي كنيم. مشاهده مي شود كه نتايج پيش بيني شده توسط مدل با نتايج تجربي جاروب Z نانوذرات سيليكون همخواني خوبي دارد و ضريب شكست غير خطي بزر گ n2 =- 6.8× 10-8 cm2 /W بدست آمده است.

The Z-scan measurements of materials exhibit an asymmetric behavior due to the nonlocal thermal nonlinear refraction. Analyses based on thermal thin lens and aberrant thermal lens model show a drastic deviation from the experimental closed Z-scan results of the materials with the large thermal nonlinear phase shift. In this work a theoretical model of laser induced thermal lens effect in weakly absorbing media is presented which takes into account the nonlocal thermal nonlinearity without considering the parabolic approximation. The observed large thermal nonlinear phase shift in silicon nanoparticle colloid is found to be in excellent agreement with this theoretical model and the value of nonlinear refraction index is obtained to be n2 =- 6.8× 10-8 cm2 /W