非线性光学玻璃

非线性光学是激光出现后发展起来的科学，它的很多成果已经应用与科学研究与生产领域，而另一些锌的现象仍是人们注目的研究课题。非线性科学的发展与非线性材料紧密相关。
随着光通讯、信号处理和计算机科学技术与装备的发展，对于光子开关提出了实用化要求。这种由非线性材料做的开关具有款到聘礼范围、不受电磁场感应及开关速率快等优点。非线性光学玻璃具有高的透明性、化学稳定性、热稳定性、快的响应时间、低光学损耗及容易制造等特性，而成为光子开关的候选材料之一，吸引了越来越多的玻璃科学工作者。特别是继半导体量子阱和超晶格材料出现以后，相当大的努力集中在制备由玻璃骨架形成势垒、由光子激发载流子的禁阻而产生量子尺寸效应的半导体量子点玻璃复合材料方面。载流子的多维禁阻趋向于集中状态密度成一个窄的光谱区，低维结构（因多维阻形成）中振子强度的密集应产生具有孤立吸收峰的激子共振以及由于三维禁阻效应而在吸收谱线边部产生蓝移，这些效应只有当量子点大小接近或小于激子玻尔半径时才会发生。这种电子和空穴在三维方向收到禁阻的零维纳米结构非线性光学材料具有异常的光学性能，在超快光学装置中有着潜在的应用前景，可望大大改进供光电装置。
特别是在过去几年，光通讯和光子器件在1.3~1.55μm激光器材料和装置方面的开发研究引起了人们极大关注，Pbs量子点玻璃因具有强三维量子禁阻效应和高三阶非线性极化率而被认为是实现1.3μm激光发射的较理想材料，成为半导体量子点玻璃的重要发展方向，世界各国纷纷对这种玻璃的制备工艺和获得玻璃的量子点效应展开深入研究，并取得了大量科研成果。然而由于这种玻璃制成的有用装置仍未出现。原因之一是玻璃中存在宽的PbS量子点大小分布、较多的空位、S2-与O2-置换而引起的缺陷和较低的量子点溶度，这显然与玻璃的制备工艺和技术有关；原因之二是在激光辐照下，量子点玻璃因光化学过程而产生光暗化效应。光暗化是激光辐照下的光化学过程，在激光辐照过程中及辐照以后，基体玻璃中的离子沉积在生产的量子点上，增大量子点的尺寸，从而减弱量子禁阻效应。这两方面的因素直接制约着光电子器件的发展。因此，含PbS量子点玻璃的制备技术与光暗化效应研究仍然是人们关注的热点。