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。     

一种可见光波段光学限幅器的研究

研究了八异戊氧基钯酞菁 (octa PdPc)掺杂有机改性溶胶 凝胶玻璃反饱和吸收和热散焦光限幅特性 ,初步研究了一种室内防护的可见波段脉冲和连续激光限幅器。对于 488nm波长 ,当限幅器的孔径为 2 2cm时 ,使用一层厚度为 1mm的octa PdPc限幅介质 ,得到的透过率≤ 30 %;在不改变孔径的情况下 ,增加一层相同厚度的octa PdPc限幅介质 ,得到的透过率≤ 9%。通过调小孔径或增加介质层数 ,限幅性能可进一步提高。对于 6 32 8nm ,5 14 5nm和 45 7 9nm波长的光 ,与 488nm具有相似的限幅特性。     

新型金属铟酞菁酯的光学非线性和光限幅特性

文中介绍了一种新型金属铟酞菁酯化合物的合成方法。为了研究该化合物的非线性光学性质,在532 nm波长下,分别使用皮秒和纳秒脉冲对样品进行了Z扫描测试。实验结果表明该样品在皮秒和纳秒时域都有很强的反饱和吸收以及非线性正折射。对Z扫描实验数据进行数值模拟分别得到样品在皮秒和纳秒脉冲作用下等效的三阶非线性吸收系数和三阶折射率:ps=4.110-11m/W,ps=4.510-19m2/W 以及ps=5.110-9m/W,ps=1.510-16m2/W。分析讨论了激发态能及对该化合物非线性光学性质的影响,并使用纳秒脉冲激光对样品进行了光限幅测试,在T/T0=0.5时,阈值为2.0J/cm2,实验结果表明该样品拥有良好的光限幅性能。     

新型萘酞菁化合物的反饱和吸收和光限幅特性研究

报道了四溴代萘酞菁铜的反饱和吸收和光限幅特性.通过对比研究,分析了金属原子和溴原子的引入对激发态光物理特性的影响.溴取代萘酞菁铜的光限幅性能优于萘酞菁铜和富勒烯.     

酞菁类光限幅功能材料

酞菁及其衍生物是一类能在相当宽的紫外可见吸收光谱范围内通过激发态吸收过程限制纳秒激光脉冲强度的理想光限幅材料之一,可以保护人眼、光学仪器、传感器等免受激光损伤.由于酞菁分子结构的灵活性,可以在很大程度上通过结构设计或修饰来调节其光限幅响应能力.对酞菁进行轴向取代修饰能有效地防止材料聚集行为,增强材料的非线性光学和光限幅能力.这类酞菁的纳秒非线性吸收和光限幅行为主要取决于电子吸收谱中位于Q-带和B-带之间的激发态吸收性能.着重介绍了近年来基于可溶性轴向和侧基取代的酞菁及其衍生物的光限幅功能材料研究的最新进展.     

高可见光透射率的溴取代萘酞菁锌化合物的光限幅特性研究

应用倍频Nd:YAG脉冲激光,在波长为532nm,脉冲宽度分别为8ns和23ps的条件下,研究了四溴-2,3-萘酞菁锌()(tetrabromo-2,3-naphthalocyanineZinc())化合物的光限幅特性。实验结果表明,在可见光透射率达到93%的条件下,该化合物具有良好的光限幅特性     

C_（60）对ps光脉冲的限幅效应

研究了Ｃ６０甲苯溶液对ｐｓ光脉冲的限幅效应，证明了光限幅效应是单重态激发态吸收的结果；同三重态激发态吸收光限幅效应相比，单重态激发态吸收光限幅具有限幅能量低、响应速度快等优点。实验结果与理论拟合结果基本符合。     

联三吡啶铂(Ⅱ)配合物的非线性吸收和光限幅（特邀）

本文总结了2003~2019年报道的联三吡啶铂（Ⅱ）配合物的反饱和吸收或双光子吸收及光限幅研究进展,并对这类配合物的光物理特性,包括基态吸收?激发态吸收?激发态寿命和三重态量子产率?在532 nm的反饱和吸收或光限幅,在近红外光区的双光子吸收,以及构效关系进行了评估。首先介绍了目前光限幅材料和器件的研究现状,对反饱和吸收和双光子吸收材料的基本要求,以及平面正方形铂（Ⅱ）配合物的种类和特性;其次讨论了六个系列联三吡啶类铂（Ⅱ）配合物的反饱和吸收或光限幅及构效关系;随后总结了五个系列联三吡啶铂（Ⅱ）配合物的双光子吸收及结构变化对双光子吸收截面的影响;最后对文献报道的工作进行了小结。根据文献报道的工作发现的一个趋势是:在联三吡啶配体或单齿炔配体上引入取代基可以调节基态和激发态的吸收,特别是在配体上引入给电子基团或增加联三吡啶和其上的芳香环取代基的共平面性会引起基态吸收红移但降低或淬灭激发态的吸收,这样会降低在532 nm的反饱和吸收或光限幅。但是扩展联三吡啶配体上的共轭体系则能大幅提高铂（Ⅱ）配合物的双光子吸收截面,尤其是在联三吡啶配体上引入吸电子的共轭芳香环取代基可以控制基态吸收在500 nm以下,同时保持了在可见光区的长寿命宽幅三重激发态吸收和在近红外光区的中等强度的双光子吸收,这对研制宽幅激光限幅材料有重要意义。     

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。     

四叔丁基碘代萘酞菁镓的合成及非线性特性

合成了四叔丁基碘代萘酞菁镓((t-Bu)4NcGaI)化合物,利用元素分析、红外光谱、核磁共振氢谱等方法,验证了化合物的分子结构。该化合物的Q带在近红外区(801 nm),相对酞菁化合物红移了70 nm。应用调Q倍频纳秒/皮秒Nd∶YAG脉冲激光,在波长为532 nm,脉冲宽度为4.5 ns,重复频率为2 Hz,脉冲能量39.8μJ的条件下,测试了浓度为1.22×10-4mol/L化合物CH2Cl2溶液的Z-扫描曲线。测得它的非线性折射率n2和三阶非线性极化率χ(3)分别为2.54×10-11esu和9.51×10-12esu。由此计算化合物分子极化率γ′为3.3×10-29esu。     

电子辐照制备二维锑烯光限幅材料

块状材料锑粒通过液相剥离成功制备了锑烯纳米片。采用扫描电镜、紫外-可见吸收光谱和拉曼光谱对所制锑烯进行了表征,制备的锑烯纳米片展现出从紫外区到可见光区的宽谱吸收,并且展现出锑的拉曼特征峰,微观结构上展示出二维纳米片状的独特结构。利用Z-扫描技术对所制样品的三阶非线性光学性质测试发现,在脉冲宽度为4 ns、波长为532 nm的激光光源激发下,锑烯展示出饱和吸收的性质,其非线性吸收系数为-7.8610-11 m/W。通过对样品进行电子辐照,成功获取了具有光限幅性质的二维锑烯。辐照后的锑烯展示出反饱和吸收的性质,非线性吸收系数为8.6910-11 m/W。     

一种铟酞菁染料的吸收光谱及其光褪色现象研究

对一种可望应用于 6 94nm激光防护的铟酞菁染料 (InPc) ,利用玻璃模具制备了铟酞菁掺杂高分子聚甲基丙烯酸甲酯和聚碳酸酯薄膜。研究了该染料的氯仿溶液和薄膜吸收光谱 ,并分析了电子结构 ,同时推导了溶液中的光褪色机理。研究表明 ,在实验溶液浓度范围内InPc以单体形式存在 ,6 94nm处的吸收强度和窄吸收峰形符合激光防护的要求 ,而InPc薄膜 Q 带出现两个吸收强度大致相等的峰 ,吸收波长较溶液光谱有少量蓝移或红移 ,吸收带增宽 ,且在不同高分子体系中获得相同吸光强度的薄膜所需染料的量明显不同 ,这主要是由于染料分子发生光降解和聚集态不同而使薄膜光谱特点复杂化。同时 ,通过对褪色产物分析探讨了该染料分子在氯仿溶液中可能发生的光降解断裂方式     

Stabilization of Black Phosphorous Quantum Dots in PMMA Nanofiber Film and Broadband Nonlinear Optics and Ultrafast Photonics Application

The stabilization of black phosphorous quantum dots (BPQDs) for optical application under ambient conditions is highly challenging. Here, a facile approach is presented to substantially stabilize BPQDs by making a uniform BPQDs/polymethyl methacrylate (PMMA) composite nanofiber film via an electrospinning technique. As verified by femtosecond laser Z‐scan measurement, the BPQDs/PMMA composite nanofiber film that has been stored for three months exhibits almost the same nonlinear optical properties as the fresh BPQDs. Additionally, the BPQDs/PMMA composite nanofiber film demonstrates broadband nonlinear optical response ranging from the visible bandwidth (400 nm) to the mid‐IR bandwidth (at least 1930 nm). By employing the BPQDs/PMMA composite nanofiber film as an optical saturable absorber, an ultrashort pulse with the pulse duration of ≈1.07 ps centered at the wavelength of 1567.6 nm is generated in a mode‐locked fiber laser. These results suggest that the BPQDs/PMMA composite nanofiber film can combine the advantage of convenient integration and mitigation of the drawback of the easy oxidation of black phosphorous and pave the way for BP‐based practical optoelectronic devices.     

金属-碳复合材料的制备及其非线性光学性质研究

基于浸渍法,成功制备了铁含量为10.7 wt %、铜含量为12.9 wt %的金属-碳复合材料,通过扫描电子显微镜、X射线粉末衍射谱、电感耦合等离子体原子发射光谱等手段表征了金属-碳复合材料的结构、形貌、晶型以及元素组成。通过开孔Z扫描实验和光限幅实验对该材料的非线性光学性质进行测试,该材料表现出优秀的反饱和吸收型非线性光学效应,透过率随着入射光强的增大而降低,光限幅阈值为0.43 J·cm-2,该材料在光限幅领域具有广阔应用前景。     

C_(60)水溶胶的反饱和吸收与光限制效应

本文首次报道了C60水溶胶反饱和吸收和光限制效应的实验研究结果。利用532nm；15ns激光研究此样品的激光透过特性，观测到反饱和吸收过程，即实现了光限制效应。与C60苯溶液相比有较好的光限制效应。     

CdTe和CdS量子点的非线性特性对比

应用Top-hat Z-scan技术在波长为532 nm,脉宽为190 fs激光脉冲下研究了CdTe和CdS量子点的光学非线性吸收和非线性折射特性。实验结果表明:在飞秒激光脉冲作用下,CdTe量子点的非线性吸收表现为饱和吸收,CdS量子点表现为反饱和吸收。CdTe量子点的非线性折射表现为自散焦,CdS量子点表现为自聚焦。尺寸分别为2.6、2.4 nm的CdTe量子点和CdS量子点的非线性吸收系数分别为-9.2610-14、0.7810-14 m/W,非线性折射率系数分别为-0.8610-20、1.4610-20 m2/W,三阶非线性极化率分别为2.7210-15、1.3610-15 esu。表明相近尺寸下不同材料的镉类半导体量子点的光学非线性吸收和非线性折射特性不同,并对其机理进行分析。     

Protonation effect on the nonlinear absorption, nonlinear refraction and optical limiting properties of tetraphenylporphyrin

Nonlinear optical properties of tetraphenylporphyrin (H2TPP) and protonated tetraphenylporphyrin (H4TPP2+) in toluene were investigated by Z-scan technique using a nanosecond laser with 5 ns pulse at 532 nm. Results show that H4TPP2+ exhibits weaker nonlinear refraction but enhanced reverse saturable absorption (RSA) and optical limiting performance in comparison with pristine H2TPP. Since no nonlinear scattering is observed in H4TPP2+ under low input fluence, and H4TPP2+ exhibits weaker nonlinear scattering signals than H2TPP under high input fluence, the enhancement of RSA and optical limiting performance can be attributed to the larger ratio of excited state absorption cross-section to that of the ground state of H4TPP2+. H4TPP2+ also exhibits superior optical limiting performance, even better than the benchmark RSA material C60.     

微爆材料的飞秒激光三维光存储

飞秒激光三维光存储是实现高密度和超高密度光存储的重要方法之一。对一种新的微爆材料（以PMMA为基质掺杂Sm0.5Ce0.5（DBM）3Phen染料）的吸收光谱进行了测量和分析,以波长为514.5 nm的激光作为激光光源获得了激发前后的荧光光谱,以800 nm飞秒激光作为激发光源得到激发前后的电子旋转共振光谱特性,并分析了不同激光脉冲能量下存储数据点尺寸和存储点读出灰度值的变化情况,并实现了该材料的飞秒激光四层光信息存储,点间距为4 m,层间距为16 m,实验结果表明:这种材料可以很好地应用于三维光信息存储。