研究目的
利用Z扫描技术研究金图案化红宝石薄膜中的非线性光学行为，特别是从双光子吸收到可饱和吸收的转变。
研究成果
研究表明，从纯红宝石膜中的双光子吸收过渡到金图案化红宝石膜中的可饱和吸收，非线性吸收系数显著增强。这一行为在532纳米和633纳米波长下均得到证实，表明其在光开关和等离子体器件中具有潜在应用价值。
研究不足
该研究仅限于薄膜几何结构及特定波长（532纳米和633纳米）。增强效应归因于表面等离子体共振，但其他因素可能影响结果。该方法采用薄样品近似和缓变包络近似，这些假设可能不适用于所有条件。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用Z扫描技术测量非线性吸收系数，运用基于高斯分解法的理论模型推导归一化透射率表达式。
2：样品选择与数据来源：
使用蓝宝石衬底上外延生长的红宝石薄膜（约3.5微米厚），通过热蒸发配合遮蔽掩模沉积金微盘（约40纳米厚，约100微米直径）进行图案化处理。
3：5微米厚），通过热蒸发配合遮蔽掩模沉积金微盘（约40纳米厚，约100微米直径）进行图案化处理。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：Nd:YAG激光器（532纳米和633纳米波长）、透镜（L1焦距f=10厘米，L2）、电动平移台、光电二极管探测器、热蒸发系统、遮蔽掩模、红宝石薄膜、金。
4：2）、电动平移台、光电二极管探测器、热蒸发系统、遮蔽掩模、红宝石薄膜、金。 实验步骤与操作流程：
4. 实验步骤与操作流程：激光束经透镜L1聚焦至样品，样品在焦点平面附近±15毫米范围内扫描。透射光束由透镜L2收集并由光电二极管检测。焦点处激光强度约25瓦/平方厘米，光束腰半径约13.3微米，瑞利长度1毫米。
5：3微米，瑞利长度1毫米。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：运用推导的归一化透射率方程（公式24和25）对数据进行拟合，以估算非线性吸收系数β。
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获取完整内容-
Nd:YAG laser
Second harmonic 532 nm
Laser source for Z-scan experiments at 532 nm and 633 nm wavelengths.
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Lens
L1 with f=10 cm
Focusing the laser beam onto the sample.
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Motorized translational stage
Scanning the sample along the z-axis.
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Photodiode
Detecting the transmitted beam in Z-scan measurements.
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Thermal evaporation system
Depositing gold micro-disks onto the ruby film.
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Shadow mask
Patterning the gold micro-disks with specific dimensions.
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