李 山，钟向丽†，刘 欣，程光华，王金斌，黄 健，宋宏甲，李 波

（1.湘潭大学材料科学与工程学院，湘潭411105；2.湘潭大学材料设计及制备技术湖南省重点实验室，湘潭411105；3.湘潭大学装备用关键薄膜材料及应用湖南省国防科技重点实验室，湘潭411105；4.中国科学院西安光学精密机械研究所，西安710119）

Bi4Ti3O12铁电薄膜飞秒三阶非线性光学性能研究

李 山1，2，3，钟向丽1，2，3†，刘 欣4，程光华4，王金斌1，2，3，黄 健1，2，3，宋宏甲1，2，3，李 波1，2，3

（1.湘潭大学材料科学与工程学院，湘潭411105；2.湘潭大学材料设计及制备技术湖南省重点实验室，湘潭411105；3.湘潭大学装备用关键薄膜材料及应用湖南省国防科技重点实验室，湘潭411105；4.中国科学院西安光学精密机械研究所，西安710119）

采用sol-gel方法在石英玻璃衬底上制备出a轴取向的多晶Bi4Ti3O12（BIT）薄膜，根据透射谱曲线得到薄膜样品的线性折射率为2.35，线性吸收系数为9.81×103cm－1，光学带隙宽度为3.60 eV。以脉宽300 fs，波长800 nm的钛蓝宝石脉冲激光为光源，利用单光束Z-scan技术测得薄膜样品的双光子吸收系数为100.31 GW·cm－2，三阶非线性折射率为－1.02×10－2GW·cm－2。实验结果表明，所制备的BIT铁电薄膜具有大的非线性光学系数，适合应用于光子器件的制备。

Bi4Ti3O12；铁电薄膜；Z-scan；三阶非线性光学

铁电材料具有丰富的物理内涵，除了具备铁电性外，还具有压电、介电、热释电、光电效应、光折变效应以及非线性光学效应等性能，可用于制备电容器件、压力传感器、铁电存储器、波导管、光学存储器等系列电子元件。其中，Bi4Ti3O12（BIT）薄膜作为一种典型的层状钙钛矿结构的铁电薄膜，具有自发极化强度高、居里温度高、介电击穿强度大等优点，成为备受关注的铁电材料之一［1 3］。……