苏少昌，王希军

(1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130031;2.中国科学院研究生院，北京100049)

1 引言

有机双光子材料在三维光存储［1，2］、三维微加工［3，4］、双光子荧光显微术［5～7］、双光子上转换激射［8～10］、光 限 幅［11～13］以 及 光 动 力 学 治 疗术［14，15］等高科技领域中具有诱人的应用前景，受到国内外研究者的高度重视。双光子吸收截面是衡量材料双光子吸收能力的物理参数，为了准确地测量材料的双光子吸收截面，在过去的几十年中，多种测量双光子吸收截面的方法陆续得到了发展，其中包括非线性透过率法，Z扫描技术，双光子诱导荧光法等［16～18］。

非线性透过率法是直接测量透射光强随入射光强的变化情况而得出双光子吸收截面的一种方法。本文基于非线性透过率法，用皮秒激光器对双光子材料薄膜进行了实验研究，该项研究以往未见有公开的报道。

2 测量原理

实验中采用非线性透过率法［19］对实验样品进行测量，透过率与双光子系数的关系为：

式中，TN为透过率，β为双光子吸收系数，l为薄膜厚度，I为入射光强。如果介质的分子数密度为N，则可得双光子吸收系数β与双光子吸收截面值δ的关系为：

式中，h为普朗克常数;ν为入射光频率;N为样品的分子数密度。

为了测量偶氮染料的双光子吸收截面，在实验中必须发生明显的双光子吸收现象。由双光子吸收理论可以知道，要发生明显的双光子吸收有两种途径，一种是增大入射光强;另一种是增加入射光在样品中的通光长度，增加薄膜厚度。……