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。     

非中心对称的萘酞菁LB膜非线性光学特性的实验研究

研究了两种非中心对称萘酞菁化合物LB膜的制备及其光谱特性,并采用二次谐波产生技术研究了它们的二阶非线性光学特性。实验结果表明,不同的取代基对萘酞菁化合物的二阶非线性影响非常大,三叔丁基氰基萘酞菁的二阶非线性极化率χ( 2 ) 为3 .7×10 - 8esu ,约为三叔丁基萘酞菁的3 7倍。     

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.     

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)     

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。     

金属团簇化合物MoCu4Br2(MePy)6S4和MoCu4I2(Py)6S4的超快非线性光学特性

在波长为400 nm、脉冲宽度为150 fs的激光脉冲激发下,应用Z-scan技术研究了平面正方形金属团簇化合物MoCu4Br2(MePy)6S4和MoCu4I2(Py)6S4的非线性光学特性.实验结果表明:这两个金属团簇化合物非线性折射特性均表现为先谷后峰结构--自聚焦效应,而均无非线性吸收.通过理论拟合获得了这两个材料的三阶极化率,分别为1.38×10-22m2/W和1.09×10-22m2/W.该值与其他团簇材料在飞秒脉冲条件下的值相近,表明这两种材料在光子学器件应用方面具有很大的潜力.     

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。     

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.     

酞菁掺杂有机改性溶胶-凝胶材料的Z-扫描研究

利用单光束 Z-扫描技术 ,在波长为 1.0 6 4μm,脉宽为 38ps条件下研究了 1,2 ,8,9,15,16 ,2 3,2 4 -八异戊氧基钯酞菁 (octa- Pd Pc)掺杂有机改性溶胶 -凝胶材料的三阶光学非线性光学性质。测得它的非线性折射率 n2 和三阶光学非线性极化系数χ(3 ) 的实部分别为 1.1× 10 -12 esu和 1.6×10 -13 esu。对此进行了分析和讨论。     

氯代铟卟啉末端功能化的PMMA活性自由基聚合材料制备及光学非线性研究（特邀）

合成了5,10,15-三苯基-20-(4-羟基苯基)氯代卟啉铟，采用2-氯丙酰氯对其封端作为引发剂，以甲基丙烯酸甲酯为单体，CuCl/PMDETA为催化体系，通过原子转移自由基聚合得到了不对称卟啉铟末端功能化的线形聚甲基丙烯酸甲酯。通过UV-vis、FT-IR和1H-NMR进行结构表征。利用凝胶渗透色谱对聚合物的分子量及分子量分布指数进行测定，测试结果表明，聚合物的分散度范围为1.11~1.21，分子量分布较窄，聚合反应具有良好的可控性。采用倍频锁模Nd:YAG皮秒脉冲激光系统，在输出激光波长532 nm，脉冲宽度21 ps的条件下，利用Z-扫描对系列卟啉化合物的三阶非线性光学性质进行了测试分析，通过对实验数据的模拟和计算表明，聚合度为16，分子量为2414的聚合物三阶非线性极化率值最大，为1.144×10?12 esu。     

稀土配合物Eu（TTFA）3的非线性光学性质的研究

我们合成了稀土配合物Eu（TTFA）3,并且用二甲基甲酰苯胺（DMF）作为溶剂将其配制成浓度为6．8×10^-5mol／L作为待测样品,采用脉冲宽度为20ps,波长为532ran的激光束作为光源,对该样品的三阶非线性进行Z-扫描实验,测得Eu（TTFA）3溶液的非线性折射系数n2=5．6×10^-19m^2／W和双光子吸收系数β=8．1×10^-13m／W。通过计算可得分子的三阶超级化率Y为2．5×10^-30esu,对应于固体样品的三阶极化率x^131为2．1×10^-9esu。此结果表明Eu（TTFA）3具有较大的非线性光学特性。     

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 5 89nm处的三阶非线性极化率分别为 χ1(3 ) =3 8× 10 - 6 esu和 χ2(3 ) =4 3× 10 - 7esu ,并对其光学非线性产生机理作了探讨     

用单光束方法研究C_(60)/C_(70)溶液的非线性光学性质

本文报道了利用单光束方法研究C_(60)/C_(70)甲苯溶液的非线性光学性质,C_(60)/C_(70)的浓度为3.5×10~(-3)mol,C_(60)∶C_(70)=3∶1,实验所用的泵浦光源为被动锁模Nd∶YAG激光器,脉宽40ps,实验给出C_(60)/C_(70)溶液的非线性折射率n_2=(2.3±0.3)×10~(-11)(esu),并给出三阶超极化率r=1.1×10~(-31)(esu)。     

一种新型金属有机化合物的非线性光学特性研究

利用z扫描方法研究了一种新型杂环类化合物的非线性光学特性,该化合物是以金属离子为中心具有π电子结构的配合物,在488nm波长激发下,该化合物具有自散焦特性,测得其二氯甲烷溶液的热致三阶非线性极化率为-1.33×10-4esu,并在此基础上初步研究了它的光限幅特性,其对488nm连续激光的限幅阈值为25W/cm2,限幅机理是基于激发态的反饱和吸收效应。结果表明,该化合物是一种非常有前途的非线性光学材料。     

可溶性聚对苯乙炔衍生物非线性光学效应研究

以对甲氧基苯酚和溴代烷为原料,经过脱氯化氢反应合成了三种可溶性非对称烷氧基取代聚对苯乙炔 (PPV)衍生物,分别为聚(2 甲氧基 5 丁氧基)对苯乙炔(PMOBOPV)、聚[2 甲氧基 5 (3′ 甲基)丁氧基]对苯乙炔 (PMOMBOPV)和聚(2 甲氧基 5 辛氧基)对苯乙炔(PMOCOPV)。利用后向式简并四波混频(DFWM)研究了它们 的三阶非线性光学性质。结果表明PMOBOPV,PMOMBOPV和PMOCOPV的三阶非线性极化率(χ(3))分别为 3.14×10-10,5.96×10-10和3.71×10-10esu,相应的二阶分子超极化率(γ)分别为4.22×10-28,7.78×10-28和 5.00×10-28esu。分析了分子结构对聚对苯乙炔衍生物非线性光学性质的影响。采用分光光度计对三种材料的 光学禁带宽度(Eg)进行了测量,线性拟合的结果表明PMOBOPV,PMOMBOPV和PMOCOPV的Eg值分别为 2.08,2.03及2.05eV。     

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.