双光子吸收三维数字光存储

双光子吸收三维数字光存储是实现超高密度光存储的一种重要方法,双光子吸收几率与作用光强的平方成正比,使得只有位于焦点小范围内的记录介质受到激发,双光子吸收激发的光致聚事作用,光致变色作用、光致荧光漂白、光折变等效应,引起这一小范围内记录介质的光学性质发生改变,结果能将信息写到亚微米尺度的体积单元中,实现三维数字光存储,这种双光子吸收三维数字光存储密度可达10^12Bits/cm^3。文章介绍了双光子吸收三维数字光存储的原理和进展。     

双光子和多光子共焦显微镜的成像理论

对双光子和多光子共焦扫描显微镜的成像理论作了系统的理论分析,导出了双光子和多光子共焦显微镜成像系统的三维点扩散函数和三维光学传递函数,研究结果表明：双光子共焦显微镜比单光子共焦显微镜具有更高的横向分辨率和纵向分辨率,而多光子共焦扫描显微镜又比双光子共焦扫描显微镜具有更高的空间分辨率. 关键词：     

双光子激光器的量子理论

从双光子激光器三能级模型的微观哈密顿量出发,应用慢变幅度近似和双光子旋波近似,在双光子过程压倒其它辐射过程的情形下,导出二能级双光子模型的等效哈密顿量,从而建立三能级模型与二能级双光子模型的正确关系。得到的等效哈密顿量包含通常讨论中所忽略的光学斯塔克效应项,其系数在一般情形下可与等效互作用常数具有相间的数量级。根据这等效哈密顿量,应用Haken激光理论的标准方法研究定态的阈值,平均光子数,自生频移,光子统计和涨落,并与以前未计及光学斯塔克效应的结果作比较。 关键词：     

GaAs在光通讯波段的超快非线性光学研究

采用Z-扫描和泵浦-探测技术,在光通讯波段对砷化镓(GaAs)单晶进行了非线性动力学以及非线性光学的实验研究.飞秒泵浦-探测实验结果表明,三阶非线性光学效应源于砷化镓单晶对飞秒激光的瞬态双光子吸收,而五阶非线性光学效应源于砷化镓单晶双光子吸收诱导的自由载流子吸收效应.通过Z扫描实验,得到了关于GaAs单晶所有的非线性光学参数,包括双光子吸收系数、三阶非线性折射系数、双光子吸收诱导的自由载流子吸收截面以及双光子吸收诱导的自由载流子折射截面.结果表明,砷化镓单晶在制造光限幅器件和光电探测器方面具有良好的发展前景.     

二苯乙烯衍生物分子双光子吸收截面：官能团对称性的影响

选取了具有不同对称性的二苯乙烯系列衍生物分子，在HF水平上，利用响应函数方法，研究了该系列分子的单光子和双光子特性. 研究结果表明，该系列分子具有较强的双光子特性. 在可见光范围内，反对称分子的最大双光子吸收态是第一激发态，而对称分子的最大双光子吸收出现在第四激发态. 相对于对称分子而言，反对称分子具有更大的双光子吸收截面. 因此，分子的对称性是否比不对称性更有利于增大分子的双光子吸收截面，还与分子的π中心部分的特性有关. 还给出了电荷转移态的电荷迁移过程. 关键词： 双光子吸收 响应函数方法 非线性光学     

氧化石墨烯-卟啉复合材料光限幅性能的理论研究

利用时域有限差分法数值求解速率-场强方程,研究了一系列共价连接的氧化石墨烯-卟啉复合材料在纳秒时域内的光限幅性质和双光子吸收. 计算结果表明,氧化石墨烯-卟啉复合分子与单独的卟啉分子相比展现出增强的光限幅效应,并且有着更大的双光子吸收截面.与之前得到的含重金属的卟啉分子具有更强非线性光学性质的结论不同,不含金属元素的卟啉分子与氧化石墨烯结合后展现出了更强的非线性光学性质. 理论计算的结果与实验测量符合较好. 此外,着重研究了介质的厚度和脉冲宽度对分子双光子吸收截面的影响. 结果表明,随着介质厚度的增加或者脉宽的变宽分子的动态双光子吸收截面增大.     

不同荧光波长的双光子共焦成像分析

研究了双光子共焦显微镜中不同荧光波长对成像特性的影响,导出了不同荧光波长的三维脉冲响应函数和三维光学传递函数并进行数值计算.研究结果表明：不同荧光波长对双光子共焦显微镜的三维光学传递函数、三维脉冲响应函数和空间截止频率产生明显的影响,随着荧光波长的增大,分辨率明显下降,但不会出现单光子共焦显微镜中的失锥现象,选取适当的荧光波长进行成像,有利于进一步改善图像分辨率和成像质量.     

D-A型二噻吩并磷杂茂衍生物分子的双光子吸收性质

在密度泛函理论理论水平上,采用响应理论方法计算了一系列2,6-donor-acceptor二噻吩并磷杂茂衍生物分子的单、双光子吸收性质.理论计算结果表明该系列分子都具有较大的双光子吸收截面,并且分子中心的磷原子无论被氧化还是金属配合,其双光子吸收截面几乎保持不变.此外,还考虑了溶剂效应对分子光学性质的影响,研究表明分子能级发生了溶剂化蓝移,并且分子的单光子和双光子吸收性质随着溶剂极性表现出非单调变化.     

碱金属原子双光子共振的能级与光谱

双光子共振增强了碱金属原子的非线性极化率，可以观测到多种非线性光学过程产生的非线性光谱，本文分析了有关的能级分布和光谱特点。     

D-A型二噻吩并磷杂茂衍生物分子的双光子吸收性质

在密度泛函理论理论水平上,采用响应理论方法计算了一系列2,6-donor-acceptor 二噻吩并磷杂茂衍生物分子的单、双光子吸收性质. 理论计算结果表明该系列分子都具有较大的双光子吸收截面,并且分子中心的磷原子无论被氧化还是金属配合,其双光子吸收截面几乎保持不变. 此外,还考虑了溶剂效应对分子光学性质的影响,研究表明分子能级发生了溶剂化蓝移,并且分子的单光子和双光子吸收性质随着溶剂极性表现出非单调变化.     

有机染料CSPI的双光子吸收和上转换荧光性质

报道了一种有机染料Trans 4 [p carbazol 9 ylstyryl] ] N methylpyridiniumiodide的线性和非线性光学性质。当用 830nm皮秒激光激发时 ,可以得到强烈的黄绿色上转换荧光 ,中心波长在 538nm附近。该染料的双光子荧光寿命为 95 .6ps。测试了该染料在 72 0～ 1 0 50nm的非线性透过率 ,并求出了该染料在上述波长时的双光子吸收截面。双光子吸收最强在 80 0nm ,吸收截面为 9.2× 1 0 - 48cm4 ·s/ photon。     

一种新型有机染料HEASPS在不同波长时的双光子吸收和频率上转换性质研究

报道了一种新型双光子吸收染料 ,即反式 - 4- [4′- (N-羟乙基 - N-乙基胺基 )苯乙烯基 ]- N-甲基吡啶对甲苯磺酸盐的非线性光学性质 ;测试了染料在 72 0～ 110 0 nm波段的非线性透过率曲线。结果发现 :双光子吸收最强波长相对线性吸收峰波长的两倍处有明显蓝移 ;计算出的相应波长的双光子吸收截面在 930 nm处染料有最大双光子吸收截面(2 .0 6× 10 - 4 7cm4·s/ photon) ;测量了染料在 90 0～ 110 0 nm波段的上转换效率 ,在 10 2 0 nm处有最高效率 (5 .1% ) ,最高激射效率的波长相对最强双光子吸收的波长有明显红移     

1，4-二甲氧基-2，5-二乙烯基苯系列衍生物的双光子吸收截面

在HF水平上，利用解析响应函数方法，研究了1，4_二甲氧基_2，5_二乙烯基苯系列衍生物 分子的单光子和双光子吸收特性. 实验测量了反，反_2，5_双(4′_N,N_二丁胺基苯乙烯)_1 ，4_二甲氧基苯分子的单光子和双光子荧光谱. 研究结果表明该系列分子具有较强的双光子 吸收特性. 在低能量范围内，对于D_π-A型分子，分子的单光子吸收强度和双光子吸收截面 最大值都发生在分子的第一激发态. 对于D_π_D型分子，单光子吸收强度最大值出现在分子 的第一激发态，而最大双光子吸收值则对应于分子的第二激发态. 分子的单和双光子吸收强 度和分子官能团的电性有关. 对于由该类π中心部分构成的分子，其对称型不一定比不对称型更有利于提高双光子吸收截面. 分子基态与电荷转移态的电荷转移过程定性地解释了双光 子聚合反应的聚合机理. 关键词： 双光子吸收 响应函数方法 非线性光学     

分子动力学模拟方法在非线性光学中的应用

有机分子非线性光学材料在频率转换、电光调制和双光子吸收等方面具有重要的应用.介绍了近年来分子动力学模拟方法在有机分子非线性光学性质理论研究中的主要应用,包括电场极化效应、局域场因子、非线性极化率和双光子吸收等.此外,结合最新的科研工作,介绍了分子动力学模拟方法在溶剂效应和聚集效应研究中发挥的重要作用. 关键词： 分子动力学模拟 溶剂效应 聚集效应 双光子吸收     

飞秒超短脉冲的双光子干涉

利用钛宝石飞秒激光超短脉冲抽运BBO晶体,产生Ⅰ型自发光参量下转移的双光子对,在实验上得到双光子对的四阶干涉现象,证明了双光子纠缠态的关联特性。     

有机双光子吸收材料的研究进展

本文综述了具有优异双光子吸收/双光子荧光性质的有机功能材料的研究工作和成果。近年来,有机材料凭借其出众的性质、丰富的种类、多重功能性以及快速的非线性光学响应引起国际科学和技术界的极大兴趣。文章介绍了测量材料的非线性光学性质和超快响应的实验方法,它们已被广泛应用于有机材料的研究工作,并且取得了重大的进展。本文描述了对偶极、四极、多枝结构、大环结构以及聚合物等有机材料的非线性光学性质和超快光学响应的研究结果。基于有机材料的迷人性质,具有优异非线性光学性质和超快响应的有机材料将会在很多领域显示出巨大的应用潜力。     

单光子和双光子激发的超歧化聚合物的光谱学特性研究

研究了二种新型超歧化聚合物在氯仿和二甲基甲酰胺溶剂中的飞秒激光单光子和双光子激发的光谱学特性．这二种聚合物是以苯为核、以对二甲氧基苯为连接单元，分别以二甲基苯胺为端基或以特丁基苯为端基的超歧化共轭聚合物．结果表明这种超歧化聚合物具有较大的溶剂极性相关的飞秒双光子吸收截面，不同的端基不仅影响分子内的电荷转移，而且导致超歧化分子共轭程度的变化．作为一种潜在的光学非线性材料，利用这种大的双光子吸收截面的超歧化聚合物可实现了飞秒双光子直写的三维高密度数据存储．     

超短脉冲激光在DBASVP分子中传播时的双光子面积演化和光限幅效应

以一维不对称π共轭分子体系（DBASVP分子）为介质,在双光子共振条件下,从双光子面积定理和严格数值求解Maxwell-Bloch方程两方面出发,分别研究超短脉冲激光在该有机分子介质中的传播过程,从而探讨双光子面积的演化规律,并分析双光子面积定理的适用性.提出了一种数值模拟分子介质光限幅特性的理论方法.分子的电子结构和电偶极矩是基于密度泛函理论利用从头计算方法得到的.研究结果表明,基于慢变幅和慢变相近似以及单模场条件下的双光子面积定理不能很好地描述超短脉冲的双光子面积在该分子介质中的演化规律.基于双光子吸收的分子光限幅特性与分子介质的厚度有关. 关键词： 双光子吸收 光限幅效应 双光子面积定理 超短脉冲激光     

4,4''-二甲氨基二苯乙烯双光子吸收理论研究--溶剂效应

对最近实验室合成的分子材料 4 ,4 ' 二甲氨基二苯乙烯的双光子吸收特性在从头计算的基础上进行了理论研究。理论模型是建立在密度泛函理论的基础上的。利用含时的密度泛函理论来计算分子的非线性光学性质 ,而溶剂效应则通过自洽响应场方法的极化连续模型来模拟。计算结果表明 ,三态模型可以很好地给出该分子在低激发态范围内的双光子吸收截面。随着溶剂极性的增加 ,单光子波长红移 ,双光子吸收截面增加。双光子吸收截面的大小和实验给出的结果符合得较好。     

具有不同共轭长度的D-π-A-π-D型低聚物的非线性光学性质

通过实验和理论方法研究了共轭长度依赖的芴酮基线型共轭低聚物的非线性光学性质. 首先,红外光谱和稳态吸收光谱测量表明：共轭单元的增加会增强碳-碳双键伸缩振动峰,并导致稳态吸收峰的红移. 同时,双光子荧光强度会随着激发光能量的增长而逐渐增强,在引入芴-亚乙烯基单元后,双光子荧光效率有了明显的升高. 进而利用完全态求和方法模拟低聚物的双光子吸收截面,得到的理论值与通过飞秒开孔Z-扫描技术获得的实验结果吻合得较好. 研究结果表明共轭体系的延展确实会对低聚物双光子吸收特性的提高起到重要的作用.