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。     

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。     

NMOB分子LB膜的光谱及其非线性光学特性研究

通过稳态和时间分辨荧光及二次谐波产生(SHG)的方法研究了2-硝基-5-(N-甲基-N-十八烷基)氨基苯甲酸(NMOB)分子朗缪尔-布罗基特(Langmuir-Blodgett,LB)多层膜的光谱及非线性光学特性。LB膜的稳态荧光谱较溶液红移大。而纯的NMOBY型LB多层膜与NMOB/花生酸交替的LB多层膜之间差别较小;由于分子间的相互作用,使得NMOB分子在溶液中比在LB膜中的荧光衰减时间大。在LB膜中,纯的NMOB和NMOB与花生酸交替的LB多层膜的荧光衰减时间相差不大,说明NMOB分子层内的相互作用较大,而层间的相互作用较小;由于苯环两侧的不对称取代,分子内部形成固有的偶极矩,使得NMOB/花生酸交替的LB多层膜具有较大的宏观偶极矩,因而具有大的二阶非线性极化率,其超分子极化率约为β=4×10-29esu。     

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.     

一种新型材料的LB膜及非线性光学特性研究

研究了一种包含西佛氏碱和萘酰亚胺的新型材料的LB膜的制备 ,并采用π A等温曲线和紫外 可见吸收谱对其LB膜的制备特性进行了表征。单分子膜的崩溃压力在 30mN/m左右 ,对应的单分子的面积约为 1.8nm2 。π A等温线的固相区较为陡峭 ,在空气 水界面上 ,能形成了较好的单分子膜 ,并可以较好的转移到固体基板上 ,转移比可保持在 1± 0 .1的范围内。采用二次谐波产生的方法研究了LB单层膜的二阶非线性光特性。测量了二次谐波强度随基频光入射角的变化关系 ,其二次谐波信号的最大值在约 6 0°的入射角处。这种化合物具有较大的二阶非线性极化率。它的二阶非线性光特性起源于由苯乙烯形成的共轭π 电子体系     

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.     

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。     

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。     

几种金属有机化合物的合成、结构和光学非线性

采用相转移Ｗｉｔｉｇ反应合成了５种二茂铁金属有机化合物，对它们进行了红外光谱、紫外光谱、元素分析、核磁共振的表征，研究了分子的结构和二阶非线性光学性质。研究表明该类化合物具有较高的分子二阶非线性极化率，作为给体和受体的推拉电子取代基的存在和扩大共轭范围都对增大二阶光学非线性有利。     

高效有机非线性光学材料特性的光谱分析

采用了纳秒Nd∶YAG激光器为激发光源泵浦有机分子材料粉末,OMA 系统探测散射光谱的方法,研究材料的非线性光学特性。采集了双氰基为电子受体基团,二甲氨基为电子给体基团,分别以苯基多烯和吡嗪基团为共轭体系构成生色团有机分子材料的散射光谱。比较了线型和Λ型结构以及不同共轭桥对分子内电荷转移效率的影响。观察到D2π2A 线型结构具有较高的倍频转化效率,二阶非线性极化率大;双共轭桥Λ 型结构具有较高的双光子吸收效率,三阶非线性极化率较高。苯基多烯为共轭桥比二氮环庚烷具有更高的分子内电荷转移效率。     

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.     

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.     

菌紫质LB膜的三阶非线性光学性能的研究

在ITO导电玻璃上,制作38层Z型细菌视紫红质(bR)的LB膜;控制平均转移比在0.93以上。测量了这个LB膜的紫外-可见吸收谱。利用Z扫描技术在输出飞秒激光,波长为400nm和800nm处对菌紫质LB膜的三阶非线性光学性能进行了研究。在800nm处,它的三阶非线性光学极化率为10-9esu,而在400nm处为10-8esu。这表明菌紫质LB膜在非线性光学器件方面具有潜在的应用前景。     

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.     

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。     

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。     

肉桂醛衍生物的分子二阶非线性光学效应的理论研究

采用ＣＮＤＯ／Ｓ—ＣＩ方法结合引入外场的微扰理论．计算了一系列内桂醛衍生物的分子二阶极化率，并且从微观上探讨了该类化合物取代基的电子性质、取代基位置及其取代数目对分子二阶非线性光学系数的影响。结果表明，该类化合物有较高的分子二阶极化率；取代基的电子性质和取代方式对其有明显的影响。     

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。     

粉末测试技术在探索新型有机倍频材料中的应用

一、引 盲 Davydor(1967)等研究发现,具有以下性质的物质分子,一般都有较大的二阶极化率β:(1)电子跃迁非常大;(2)伴随着跃迁,分子偶极矩会发生显著变化。而芳香族化合物分子由于     

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。