超瑞利散射法研究7—羟基喹啉的一阶超级化率

本文报道了利用超瑞利散射 (HRS)技术研究 7-羟基喹啉 (7HQ)的二阶非线性光学性质。采用波长为 10 6 4 nm、脉冲宽度为 35 ps的激光作激发光 ,观测其超散射光强与入射光强的关系 ,得到 7HQ的一阶超极化率为 3.2× 10 - 2 9esu。     

二萘并噻吩四酮在飞秒激光下的三阶非线性光学性能

合成了化合物二萘并[2,3-b:2',3'-d]噻吩-5,7,12,13-四酮,用IR,1H NMR和元素分析表征了其结构.采用波长为800 nm,脉宽为80fs的钛宝石飞秒激光,运用简并四波混频(DFWM)法,研究了化合物在非共振状态下的三阶非线性光学(NLO)性能.三阶非线性光学极化率为2.73×10-13 esu,非线性折射率为5.03×10-12esu,分子二阶超极化率为2.85×1031esu,响应时间为86fs.分析了化合物的分子结构对三阶非线性光学性能的影响.结果表明此化合物具有潜在的非线性光学应用.     

中心金属原子对萘酞菁化合物激发态的光学非线性增强效应

应用Z-扫描技术对比研究了萘酞菁铅和萘酞菁钯化合物在波长为532 nm纳秒激光脉冲作用下的三阶非线光学特性。实验结果表明,两种萘酞菁化合物均显现出较强的非线性吸收特性(反饱和吸收)和非线性折射特性(自聚焦)。理论拟合得出萘酞菁铅和萘酞菁钯的非线性吸收系数分别为6.5410-10 m/W和3.9010-10 m/W;非线性折射系数率n2分别为1.6810-10 esu和8.0410-11 esu;二阶分子超极化率系数分别为3.4410-28 esu和2.5710-28 esu,CS2二阶分子超极化率系数为4.3210-33 esu;两种萘酞菁化合物的二阶分子超极化率强于CS2近5个数量级。实验结果表明,萘酞菁铅化合物具有较强的非线性吸收和非线性折射特性,且大于萘酞菁钯化合物的光学非线性特性是由于萘酞菁铅化合物的重原子效应提高了其光学非线性特性。     

光学材料

0207953超瑞利散射研究7-羟基喹啉的-阶超极化率[刊]/张桂兰//光电子.激光.—2001,12(12).—1292～1294(E)本文报道了利用超瑞利散射(HRS)技术研究7-羟基喹啉(7HQ)的二阶非线性光学性质。采用波长为1064nm、脉冲宽度为35ps 的激光作激发光,观测其超散射光强与入射光强的关系,得到7HQ 的一阶超极化率为32x10~(-29)esu。参5     

一种新的双偶氮化合物的三阶非线性光学性能

合成了一种新的双偶氮化合物2,6-双[(2,4-二羟基苯基)偶氮]蒽醌,用IR,1 H NMR和元素分析表征了其结构.采用飞秒激光,运用简并四波混频法,研究了化合物在非共振状态下的三阶非线性光学性能.它的三阶非线性光学极化率χ(3)为3.37×10-13 esu,非线性折射率n2为6.21×10-12 esu,分子二阶超极化率γ为4.02×10-31 esu,响应时间τ为101 fs.分析了化合物的分子结构对三阶非线性光学性能的影响.增长共轭链,形成供吸供构型,增大取代基的吸或供电子能力等因素有利于获得较大的三阶非线性光学性能.     

Z-scan分析CdS纳米晶掺杂玻璃的光学非线性

利用溶胶-凝胶方法合成了CdS纳米晶掺杂Na2O-B2O3-SiO2玻璃.通过透射电镜(TEM)以及附带的扫描模式透射(STEM),X射线能量散射谱(EDX)和高分辨透射电镜(HRTEM)分析CdS颗粒的形貌、微结构以及组成.结果显示,在钠硼硅玻璃先驱体中生成了CdS纳米晶,其晶相结构为六方相结构,颗粒尺寸在10～20 nm.此外,利用Z-scan技术在波长为770 nm研究该玻璃的三阶非线性光学性质.结果表明:该玻璃的三阶光学非线性折射率γ,三阶非线性吸收系数β以及三阶非线性磁化率x(3)分别为-2.16×10-16m2W-1,6.32×10-11mW-1和7.32×10-10esu.优于此前一些关于CdS纳米晶掺杂在不同基体中所得到的三阶非线性光学性质的结果.     

对称型席夫碱类二茂铁衍生物的合成与性能研究

以二茂铁甲醇为原料,经Wittig反应后与2,6-(双胺基)-苯并[1,2-d-4,5-d′]双三唑-4,8(2H,6H)-二酮缩合,合成了一个D-π-A-π-D结构的二茂铁席夫碱类金属有机三阶非线性光学材料。化合物结构经1H NMR,MS表征确认。测定了该化合物的紫外-可见吸收光谱,用简并四波混频(DFWM)检测了其三阶非线性参数,检测波长为800 nm;脉冲宽度为80 fs。该化合物的三阶非线性极化率χ(3)值为3.67×10-13esu(静电单位),分子二阶超极化率γ值为3.49×10-31esu,表明该化合物具有良好的三阶非线性光学性能,优于现有的二茂铁类金属有机材料。探讨了分子结构对三阶非线性光学性能的影响,长共轭链、强电子离域能可提高分子三阶非线性光学性能。     

新型有机非线性光学材料的制备及性能研究

合成了一种新型含呋喃共轭桥的有机二阶非线性光学生色团分子,用IR、1H-NMR和元素分析表征了其结构。热失重分析(TGA)结果表明,化合物的热分解温度为272℃。利用溶致变色法对材料的超极化率μβ值进行了测量,在1 064 nm激光波长下,材料的μgβ值达24 898×10-48esu。将材料作为客体掺杂于聚砜(PSU)中,用旋涂成膜法制成薄膜,对薄膜进行电晕极化后用二次谐波法(SHG)测量其二阶非线性光学系数d33,在激光基频波长为1 064 nm时,测得d33=70 pm/V。     

水溶性量子点ZnS:Mn的光学非线性特性研究

以Nd:YAG锁模激光器二倍频532 nm激光为泵浦光,用Z-扫描技术详细研究了水溶性量子点ZnS:Mn的光学非线性特性.实验结果表明,ZnS:Mn量子点对532 nm的光存在明显的双光子吸收.重点研究了在双光子吸收区ZnS:Mn量子点的非线性吸收和非线性折射,求解了不同入射光强下ZnS:Mn量子点的双光子吸收系数、双光子吸收截面、非线性折射率以及三阶非线性极化率,计算得到双光子吸收截面的最大值达10650×1050 cm4·s·photon-1,平均非线性折射率为8.22×10-20 m2·W-1.分析表明,ZnS:Mn量子点具有长波长的荧光发射、优良的光化学稳定性以及较小的双光子吸收截面,这些特性使其有可能成为双光子荧光分子探针.     

两种偶氮苯化合物LB膜的光谱与非线性光学特性

两端具有推拉电子基团的偶氮化合物中的N=N双键提供了优异的电子通道,有利于产生非线性光学效应,并且推拉电子基团对偶氮化合物的非线性光学特性有较大的影响.采用紫外可见吸收和二次谐波产生(SHG)技术研究了两种推-拉"型偶氮苯分子Langmuir-Blodgett(LB)膜的光谱和二阶非线性光学特性.4-硝基-4′-氨基偶氮苯(NAA)和4-羧基-4′-氨基偶氮苯(CAA)分子在亚相表面可以形成稳定的单分子膜,并且能较好地转移到固体基板上形成LB多层膜;由于-NO2比-COOH具有更强的吸电子能力,电子在NAA分子内更容易转移,并形成较大分子偶极矩,分子具有更大的一阶超极化率.实验测得NAA和CAA的二阶非线性系数d33分别为40.8 pm/V和24.2 pm/V,一阶超极化率β分别为1.97×10-29esu和1.17×10-29esu,NAA分子的一阶超极化率约为CAA的1.7倍,实验与理论计算结果符合较好.     

nc-Si:H薄膜的三阶非线性光学性质

用简并四波混频技术(DFWM)研究了nc-Si:H薄膜的三阶非线性光学性质,观察到了这种纳米薄膜材料的位相共轭信号,测得晶态比为XC1=15%和XC2=30%的二个样品在光波波长为589nm处的三阶非线性极化率分别为χ1(3)=3.8×10-6esu和χ2(3)=4.3×10-7esu,并对其光学非线性产生机理作了探讨。     

新的偶氮类有机共轭化合物的合成及三阶非线性光学性能

设计合成了6个新的偶氮类有机共轭化合物,用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR),1H核磁共振(1H NMR)和元素分析确证了结构.采用飞秒激光,运用简并四波混频(DFWM)法,研究了化合物在非共振状态下的三阶非线性光学(NLO)性能.它们的三阶非线性光学极化率x(3)为(3.31～3.96)×10-13 esu,非线性折射率n2为(6.08～7.27)×10-12esu,分子二阶超极化率γ为(3.44～4.11)×10-31 esu,响应时间τ为102～111 fs.探索了化合物的分子结构对三阶非线性光学性能的影响.引入离域能小的芳杂环,增长共轭链,形成吸供构型,增大取代基的供电子能力,提高共轭体系的共平面程度等因素,有利于获得较大的三阶非线性光学性能.     

新型非线性光学分子的合成及二阶极化率测定

用3-羟基-3-甲基-2-丁酮、丙二腈和N,N-二乙基对苯甲醛,经羟醛缩合反应制备了一种新型有机小分子二阶非线性光学(NLD)材料DCDHF-2-V.并采用元素分析、红外光谱和核磁共振等手段对目标产物进行了结构表征.示差扫描量热法(DSC)和热矢量分析(TGA)研究结果表明,化合物的熔点和耐热温度分别为241℃和270℃.通过化合物的溶致变色效应,在双能级模型的基础上确定了分子的μgβCT值,在激光基频波长λ=1 064nm时,μgβCT=6 520×10-48 esu.     

新型超分子化合物(HDPA·DMF)2(HDPA·2DMF)(PMo12O40)的非线性光学特性的研究

应用单光束Z扫描技术,在波长532nm、脉宽8ns的条件下,对一种新型的多金属氧酸盐基超分子化合物(HDPA.DMF)2(HDPA.2DMF)(PMo12O40)的三阶非线性光学性质进行了研究。结果发现,该新超分子化合物不存在非线性吸收,但是具有较强的非线性自散焦效应(n2=-4.032×10-19m2/W),其三阶非线性极化率χ(3)=-1.37×10-12esu。分析了该超分子化合物的特殊晶体结构和强π-π作用等因素对其三阶非线性光学性质的重要影响。     

掺Al的纳米Si-SiO2复合薄膜的光学非线性特性

采用时间分辨四波混频方法,用钛宝石飞秒激光器测量了掺Al的纳米Si-SiO2复合薄膜的光学非线性特性.得到薄膜非共振三阶非线性极化系数为1.0×10-10esu,弛豫时间为60fs.分析认为薄膜的光学非线性增强来源于SiO2镶嵌的纳米Si中电子的量子限制效应,而不是来源于Al杂质,这是因为Al易被氧化,薄膜中没有形成Al团簇.     

掺Al的纳米Si-SiO2复合薄膜的光学非线性特性

采用时间分辨四波混频方法,用钛宝石飞秒激光器测量了掺Al的纳米Si-SiO2复合薄膜的光学非线性特性.得到薄膜非共振三阶非线性极化系数为1.0×10-10esu,弛豫时间为60fs.分析认为薄膜的光学非线性增强来源于SiO2镶嵌的纳米Si中电子的量子限制效应,而不是来源于Al杂质,这是因为Al易被氧化,薄膜中没有形成Al团簇.     

一种新型dmit盐的三阶非线性光学性质研究

为了研究一种新的有机金属配合物dmit盐(tetram ethylammon ium)bis(1,3-dithiole-2-thione-4,5-dithiolato)copper(简称为MeCu)的三阶非线性光学性质,采用单光束z扫描技术,在波长为1064nm、脉宽为30ps条件下对浓度为1.0×10-3mol/L的MeCu/丙酮溶液进行研究。实验结果表明,其三阶非线性折射率n2和二阶分子超极化率γ分别为-2.15×10-11esu和1.94×10-30esu,未发现三阶非线性吸收的存在。表明该材料在全光开关等非线性光学器件的研制上可能具有潜在的应用价值。     

不对称取代萘酞菁化合物的LB膜及二阶非线性光学特性研究

近年来,人们对萘酞菁类化合物的研究兴趣不断增加,这主要是由于萘酞菁类化合物比酞菁类化合物具有更大的共轭体系,共轭π-电子更为丰富,因此它们在许多方面的性能比相应的酞菁化合物优越得多.萘酞菁化合物巨大的共轭π-电子体系容易被极化,有利于产生非线性光学效应.利用Langmuir-Blodgett(LB)技术能够制备纳米尺度上精确可控的、有序排列的、非中心对称结构的超薄膜,实现大的宏观二阶非线性极化率. 实验所用的两种不对称取代萘酞菁化合物是由中科院感光化学所合成的,分别为三叔丁基萘酞菁(简写为NPC1)、三叔丁基氰基萘酞菁(简写为NPC2).LB多层膜的制备是在德国R&K公司制造的Langmuir槽制膜系统上完成的. 实验表明,两种不对称取代萘酞菁化合物均能在气液界面上形成稳定的单分子膜,并能很好地转移到固体基板上形成LB多层膜;它们在稀溶液中主要以单体分子的形式存在,而在LB膜中则主要是以聚集体的形式存在;尽管这两种萘酞菁化合物均能产生二次谐波信号,但是由于它们的结构不同,其二阶非线性极化率系数的大小相差较大,三叔丁基氰基萘酞菁的二阶非线性极化率系数χ(2)为3.7×10-8 esu(或超极化率β为7.2×10-30 esu),约为三叔丁基萘酞菁的37倍.这主要是由于氰基具有很强吸电子的能力,使NPC2分子内形成了较大的偶极矩,LB膜使得分子有序排列,因而LB膜宏观的偶极矩也较大,从而具有较大的二阶非线性极化率.(OB16)     

共轭有机高聚物PPQ薄膜非线性吸收的Z-扫描测量

用 Z-扫描方法在 532 nm波长测量了共轭高聚物 PPQ( polyphenylquinoxalines)薄膜的三阶光学非线性参数 ,发现其较强的非线性 (双光子 )吸收系数β≈ 0 .59cm/ MW。同时得到 Kerr系数n2 ≈ 9.5× 10 -10 esu,与用其他方法的测量结果较好地吻合。     

4-羧基-4′-氨基偶氮苯LB膜的光谱及其二次谐波产生特性研究

采用紫外可见吸收谱和二次谐波产生的方法研究了一种新型偶氮化合物分子的LB膜及非线性光学特性。4-羧基-4′-氨基偶氮苯分子在水表面可以形成稳定的单分子膜并且可以较好的转移到固体基板上形成LB多层膜。测量了LB膜二次谐波产生随入射基频光入射角的变化关系,二次谐波信号强度最大值在入射角约为60°的地方,LB膜具有非常大的二次谐波信号强度,其分子超极化率约为β=1.17×10-29esu。