有机材料EnBOD的放大自发发射性能研究

在紫外脉冲激光泵浦条件下,研究了有机材料EnBOD的放大自发发射(ASE)性能.EnBOD的甲苯稀溶液样品具有较窄的吸收和荧光光谱,主峰分别位于508 nm和527 nm.其ASE效率随着溶液浓度而变化,浓度为0.008 mol·L-的EnBOD样品具有最高的ASE效率,达到22.6％.其ASE主峰位于542 nm,阈值约为29.5 kW·cm-2.阈值后的ASE半宽约为12.4 nm.经紫外脉冲激光20万次泵浦后,ASE的光强衰减为初始强度的61.2％.结果表明EnBOD是一种ASE阈值较低、光稳定性良好的激光材料.     

F8BT∶P3HT共混薄膜放大自发辐射的温度效应

研究了温度对聚合物poly(9,9-dioctylfluorene-co-benzothiadiazole)(F8BT)和poly(3-hexylthiophene)(P3HT)共混薄膜的放大自发辐射(ASE)的影响。在80~320 K温度范围测试了不同P3HT质量比的共混聚合物薄膜和纯F8BT薄膜的ASE特性。在室温条件下,共混聚合物的阈值随着P3HT所占比例的增加先降低后升高。当P3HT比例约为20%时,阈值最低约为2.59×10~3W/cm~2。当温度从320 K下降到80 K时,纯F8BT薄膜的ASE阈值光功率由5.36×10~3W/cm~2下降到4.15×10~3W/cm~2,P3HT质量比为20%的共混薄膜的ASE阈值光功率由2.84×10~3W/cm~2下降到2.03×10~3W/cm~2。在一特定泵浦光功率(5.29×10~3W/cm~2)下,当温度由320 K下降至80 K时,ASE强度约提高4倍。随着温度的降低,混合物薄膜的ASE峰位红移,移动达12 nm。     

F8BT：P3HT共混薄膜的放大自发辐射

研究了聚合物poly（9,9-dioctylfluorene-co-benzothiadiazole）（F8BT）和poly （3-hexylthiophene）（P3HT）共混薄膜的放大自发辐射（ASE）现象,对影响其阈值的两个因素--增益和损耗进行了详细的研究。结果显示,共混聚合物的发光效率随着P3HT所占比例的增加有所降低。当P3HT比例低于20%时,发光效率降低不多,而其损耗则随着P3HT的增加显著减小。F8BT和P3HT混合后,光损耗系数从7.8 cm^-1下降到4 cm^-1左右。这表明F8BT：P3HT共混聚合物光波导的ASE阈值降低主要是由于其损耗的降低而导致的。ASE阈值的降低预示该材料体系容易实现电泵浦激光。     

二苯乙烯衍生物的制备及结构-光学性能关系的研究

有机共轭材料由于在电子、非线性光学和发光领域具有广泛应用,引起人们广泛兴趣。苯乙烯衍生物是一类重要的有机共轭化合物。文章采用相转移Wittig反应和钯催化Heck反应合成了三种不同取代基二苯乙烯衍生物。研究了分子结构与电子吸收光谱和材料发光性能关系。同没有取代基的化合物3a相比(电子最大吸收峰波长358 nm),化合物3c中CH₃取代导致电子吸收光谱轻微红移到356 nm,硝基取代的化合物3b呈现出更大的吸收光谱红移现象,电子吸收最大峰红移到388 nm。同时发现：CH₃取代的化合物3c产生荧光发射峰在414 nm,同没有取代基的化合物3a相比,荧光发射强度明显增强;相反具有吸电子NO₂取代基的化合物3b荧光发射峰位于525 nm, 荧光发射强度明显减弱。可见二苯乙烯分子中取代基结构对分子光学性能产生重要影响。这为发光材料的分子设计提供新的思路。     

向列型液晶中简并四波混频相位共轭的理论研究

研究向列型液晶中由光致分子重取向引起的简并四波混频光学相位共轭现象,着重讨论液晶薄膜厚度d、探测光与一泵浦光之间的夹角θ_ω以及光的入射面和液晶指向矢之间的夹角β对相位共轭光产生效率的影响.     

新型BODIPY荧光染料的合成及光谱性质研究

传统的BODIPY荧光染料具有荧光量子效率高、摩尔消光系数大、紫外吸收和荧光发射峰窄等优点,然而这类荧光染料普遍存在荧光发射波长短和Stokes位移小的缺点,因而限制了它们在体内生物传感及成像方面的广泛应用。为了得到荧光发射波长较长和Stokes位移大的BODIPY荧光染料,以BODIPY母核为基本结构,通过在它的8位连接吸电子性质的酯基来增加分子内电荷转移程度,同时在其3,5位引入供电子的芳香取代基增加分子的π共轭结构,合成得到了一类8位酯基取代的新型BODIPY荧光染料。所得到的新型BODIPY荧光染料的化学结构经过1H NMR, 13C NMR和HR-MS得以确认。光谱测试结果表明,这类染料的紫外吸收光谱(λ_abs=536 nm)和荧光发射光谱(λ_em=592 nm)与普通的BODIPY相比都发生显著红移(80 nm),并且保持了较高的荧光量子效率(Ф=0.43)。此外,这类BODIPY荧光染料的紫外可见吸收光谱和荧光发射光谱几乎完全分开,Stokes位移长达60 nm,可以有效地避免自吸收和生物样品的背景干扰。密度泛函理论计算结果表明,这种相对较大的Stokes位移主要是由于染料分子在基态和激发态下不同的几何构型所造成的。该类化合物的光物理性能受溶剂的影响小,是一类性能优良的新型荧光染料。细胞成像结果表明,染料1具有良好的细胞渗透性和光稳定性,可以实现对细胞的荧光成像。     

自泵浦位相共轭反射的实验研究

本文通过检测BaTiO_3晶体的二波耦合增益系数P和自泵浦位相共轭反射率R对随入射角的变化关系,经过理论分析指出R的角度依赖性是P的角密依赖性的结果;详细地解释了全内反射自泵浦位相共轭的双区域耦合理论,指出位相共轭输出的频移特性是泵浦光在双区域间“振荡”的结果;并解释了自泵浦形成的阈值特性。     

ZnO薄膜受激发射特性的研究

氧化锌薄膜因其大的激子结合能和强的光发射、激光阈值低和能在高温下工作等优点而成为制备短波长激光、发光二极管等光电子器件的有希望材料。采用激光分子束外延 (L MBE)方法制备了ZnO薄膜。在室温下 ,测量了样品的吸收光谱 ,以及不同光泵浦强度下的发射光谱。从光谱图中可以看出该材料有很好的质量。研究了ZnO薄膜的受激发射特性及机理 ;测量了发射光强与泵浦光强之间的关系 ;比较了较高激发密度下的受激发射、自发发射和激光脉冲的时间特性 ,这些都证实了该发射是受激发射。     

泵浦光强起伏对SBS反射率的影响

 在忽略介质吸收和其它非线性效应的假设条件下，从理论上分析了泵浦光强起伏对受激布里渊散射反射率的影响。当泵浦光强为阈值光强的1.9倍时，反射率的稳定性接近泵浦光的稳定性，当泵浦光强大于阈值光强1.9倍时，反射率的稳定性优于泵浦光的稳定性。当泵浦光强大于阈值光强5倍时，反射率的统计起伏小于泵浦光强起伏的2.4%。     

红宝石相位共轭激光器泵浦的KTP光学参量振荡器

光参量振荡器的阈值与泵浦光的光束质量有极大的关系,为降低光学参量振荡器起振阈值,本实验将受激布里渊散射相位共轭效应引入光学参量振荡器的泵浦源中,以改善光束质量,使光学参量振荡器振荡阈值降低到原来的２５％－７％。     

芴类荧光染料掺杂DNA-CTMA薄膜的放大自发辐射特性

钯催化Suzuki反应合成得到一种9,9-二乙基-2,7-二-(4-吡啶)芴（DPFP）荧光染料,研究了该染料的吸收和荧光光学特性,以及DPFP掺杂DNA-CTMA薄膜的荧光光谱特性和放大自发辐射特性。实验结果表明:DPFP的吸收峰位于333 nm,DPFP的荧光光谱在370 nm和386 nm出现荧光峰,在408 nm出现肩峰,存在从激发态S1能级到基态S0能级的S10-S00,S10-S01和S10-S02三种振动带的电子跃迁;同时,在Nd:YAG纳秒激光器355 nm输出光的泵浦下,DPFP掺杂DNA-CTMA薄膜在波长390 nm和406 nm处实现了放大自发辐射,其阈值能量密度分别为3.24和3.40 mJ/cm2;此外,通过调节DPFP掺杂DNA-CTMA的质量比可以实现特定波长的放大自发辐射。     

Laser performance and photostability of Rhodamin B in solid host matrices

Laser dye Rhodamine B was incorporated at different concentrations in GMA polymer, sol–gel glass and organic–inorganic hybrid material synthesized using the sol–gel process. The amplified spontaneous emission (ASE) was studied using Nd-YAG laser of 532 nm. The effect of laser excitation in transfer pumping configuration and the influence of dye concentration on the ASE were studied. Also, the gain and the energy conversion efficiencies were investigated. Relatively high efficiencies (to ～48%) were obtained with good photostabilities where a decrease to ～30% of the initial amplified spontaneous emission output energy were observed after pumping by 35000 shots at relatively high repetition rate (10 Hz) and energy (15 mJ). The composition and the properties of the matrix were found that optimize the laser performance and photostability of an investigated dye.     

Steady-State and Time-Resolved Spectroscopic Characteristics of Mesoionic Oxazolones Solutions

Three new mesoionic oxazolo[3,2-b]pyridazin-2-one derivatives, in different solutions have been investigated by UV-Vis absorption, steady-state and time-resolved fluorescence methods. The effect of substituents on the extension of conjugation of the pi-electrons from mesoionic oxazolone has been evidenced by bathochromic shifts of the absorption and fluorescence maxima positions. The fluorescence decay data could be fitted to single-exponential or double-exponential function. The lifetime values are much higher in aprotic polar solvents and in the case of the derivatives that present an extension of the conjugation of pi-electrons. The properties of the compounds present a solvent dependence, being tested in micellar solutions as potential molecular probe "sensitive" to the environment polarity.     

Synthesis of novel fluorescently labeled water-soluble fullerenes and their application to its cellar uptake and distribution properties

Fullerene is a well-known carbon nanomaterial, which can be potentially used for drug manufacture or delivery. Despite several successful examples of utilizing fullerene derivatives as drug candidate materials, their low water solubility under physiological conditions negatively affects the cell penetration efficiency after treatment. In this work, we successfully synthesized two fullerene derivatives with covalently attached fluorescein and boron dipyrromethene (BODIPY) fluorophore moieties, which exhibited cellular uptake and intracellular localization. While both fluorophores decreased their fluorescence intensity in the vicinity of fullerene, the cellar uptake of the fluorescein-modified fullerene was detected via fluorescence microscopy observations. Moreover, decreases in the fluorescence intensities of the intact fluorescein and BODIPY species were observed when both fluorophores and fullerene coexisted in aqueous media.     

Theory of travelling-wave amplified spontaneous emission

A rate-equation model for describing the travelling-wave amplified spontaneous emission pulses (TWASE) in a transversally excited travelling wave arrangement is given. 6.35 ps long ASE pulses have been obtained by 12 ps long pump pulses. The effect of pump intensity, pump-pulse duration, molecular parameters of the dyes and pump-sweep velocity on the ASE pulses is studied.     

低温Yb:YAG放大器增益与热畸变特性实验研究

为了研究低温条件下Yb:YAG放大器的增益和热特性,搭建了一套液氮冷却的低温放大器,开展了实验研究。测量了不同泵浦强度下的小信号增益以及低温和常温下的介质热致波前畸变。结果表明:低温条件下,可以用更少的泵浦能量得到高于常温的增益;常温下泵浦电流200A、脉冲宽度1200μs的小信号增益为1.59;低温下泵浦电流200A、脉冲宽度400μs的小信号增益为1.82,光光效率显著提高。自发辐射放大(ASE)问题在低温下更加显著,采用短脉冲泵浦有利于降低ASE的影响。低温的热管理效果较常温有显著提高,可以在更高的平均功率下运行。     

小信号脉冲抽运时掺铒光纤自发辐射的研究

自发辐射(ASE)是掺铒光纤放大器(EDFA)的重要噪声源,对于由EDFA构成的光纤激光器有重要影响。理论与实践证明,它与抽运方式紧密相关,所以研究脉冲抽运时掺铒光纤(EDF)的自发辐射有重要的学术价值。同时,脉冲抽运对于EDFA锁模激光器的研究也有一定意义。从理论和实验两方面研究了小信号脉冲抽运时,抽运脉冲宽度和幅度对于EDF的自发辐射特性的影响,得到了小信号抽运时输出ASE噪声平均值的近似解析解。研究发现,小信号脉冲抽运时输出信号的幅度与抽运脉冲的宽度成正比。这个新现象可用于脉冲宽度的全光检测。     

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介绍了EAST真空室内巡视系统(IVVS)系统对EAST真空室第一壁进行巡检操作的工作原理,并基于系统部分材料出气率测试对其真空性能进行了分析.获得了在有效抽速为1064L·s–1的条件下,IVVS系统试验样机所采用的真空容器的极限真空度为3.37×10–3Pa.为优化IVVS真空性能,结合材料放气率试验,将部分材料更换为放气率低的材料,对系统进行烘烤处理,并对其中的相关结构提出了优化方案.优化后系统的真空性能有明显提高,在同等抽速条件下的极限真空度在1×10–4Pa范围内,能够满足EAST接受的真空环境要求.此外,抽气机组增添低温泵可以更进一步提高系统的真空性能.     

EAST真空室内巡视系统的真空性能研究分析

介绍了EAST真空室内巡视系统(IVVS)系统对EAST真空室第一壁进行巡检操作的工作原理,并基于系统部分材料出气率测试对其真空性能进行了分析。获得了在有效抽速为1064L•s^–1的条件下,IVVS系统试验样机所采用的真空容器的极限真空度为3.37×10^–3Pa。为优化IVVS真空性能,结合材料放气率试验,将部分材料更换为放气率低的材料,对系统进行烘烤处理,并对其中的相关结构提出了优化方案。优化后系统的真空性能有明显提高,在同等抽速条件下的极限真空度在1×10^–4Pa范围内,能够满足EAST接受的真空环境要求。此外,抽气机组增添低温泵可以更进一步提高系统的真空性能。     

Synthesis and Photophysical Characterizations of Thermal -Stable Naphthalene Benzimidazoles

Microwave-assisted synthesis, photophysical and electrochemical properties of thermal-stable naphthalene benzimidazoles and naphthalimides are studied in this paper. Microwave-assisted synthesis of naphthalene benzimidazoles provide higher yields than the conventional thermal synthesis. Comparative photophysical properties of naphthalene benzimidazoles and naphthalimides are revealed that conjugation of electron-donating group onto naphthalimide moiety increases fluorescence quantum yields. Fluorophore-solvent interactions are also investigated using Lippert-Mataga equation for naphthalimides and naphthalene benzimidazoles. Thermal stabilities of naphthalene benzimidazoles are better than naphthalimides due to increased aromaticity. The experimental E_LUMO levels of naphthalene benzimidazoles are found to be between 3.15 and 3.28 eV. Therefore, naphthalene benzimidazole derivatives consisting of anchoring groups are promising materials in organic dye sensitized solar cells.