ATP2000：固态纳米复合薄膜的宽带光学限制性能研究
在激光技术飞速发展的今天，如何有效保护精密光学元件和人眼免受强激光损伤，已成为重要的科研课题。光学限制材料，能够在激光强度过高时自动降低透光率，是解决这一问题的关键。
在关于三氧化钨-聚醇（乙烯醇）（WO3/PVA）固态纳米复合薄膜的性能研究中，研究人员采用奥谱天成ATP2000系列光谱仪，为该复合薄膜的宽带和强光学限制（OL）效应研究提供了关键数据支撑。
研究亮点：高性能固态光学限制薄膜
该研究成功制备了不同浓度的WO₃/PVA固态纳米复合薄膜，并系统评估了其在紫外（355 nm）、可见光（532 nm）与近红外（1064 nm）波段的非线性光学特性与光学限制性能。
实验装置
图1. 开孔Z-扫描实验装置。BS：分束镜，L1：凹透镜，L2 和 L3：聚焦透镜，S：WO/PVA 样品，D1 和 D2：检测器。
Z 扫描方法是测量各种材料的非线性折射率和 非线性吸收系数的最&常&用方法。使用 OA-Z扫描技术研究样品的非线性光学特性，实验设置如图1所示。Nd-YAG 脉冲激光器用作激光源，脉冲重复频率为 10 Hz，脉冲宽度为4ns，波长为355、532和1064nm。激光束被分束器分成两束，一束用作参考，另一束扩束后聚焦在样品上。探测器 D1 和 D2（热释电传感器）分别用于收集和测量参考光束和通过薄膜传输的光束。
研究结果
图2. PVA和WO3/PVA纳米复合薄膜的光学吸收光谱。插图：WO3/PVA纳米复合薄膜的光学带隙。
通过光纤光谱仪（ATP2000系列，Optosky） 测量 WO3/PVA薄膜的线性光学性能。
复合薄膜的光学吸收光谱如图2所示。300nm附近的强吸收带对应于 PVA 的吸收带。WO3膜具有宽吸收带，其最大吸收峰位于约590nm处。
吸收光谱对应于从价带到导带的电子激发，因此可以通过Tauc关系来确定WO3/PVA 纳米复合薄膜的光学带隙（E）。
实验结论
研究结果表明：
宽带有效：该纳米复合薄膜在紫外、可见和红外波段均表现出强烈的光学限制效应，尤其在355 nm紫外波段性能最为突出。
性能卓&越：薄膜的非线性吸收系数（β）远超此前报道的WO₃纳米颗粒悬浮液、氧化石墨烯、碳纳米管等多种材料，显示出巨大的应用潜力。
机制明晰：其非线性效应主要源于紫外和可见波段的自由载流子吸收，以及红外波段的双光子吸收。
为何选择ATP2000？
高精度与稳定性：确保吸收光谱数据的准确与可靠，为定量分析奠定基础。
灵活的光纤设计：便于集成到各种实验光路中，轻松完成对固态薄膜样品的透射/吸收测量。
专业的数据支持：为材料的光学性能评估提供实验数据支持。
结语
这项研究成果彰显了WO₃/PVA固态纳米复合薄膜作为高性能、宽带光学限制器的巨大潜力，为开发新一代激光防护设备提供了有价值的材料选择。
同时，也进一步验证了奥谱天成ATP2000光谱仪在半导体检测领域的应用潜力。
奥谱天成将继续致力于为科研与工业用户提供高性能的光谱检测解决方案，助力科技创新，精准捕捉每一束光的科学信息。
