3种偶氮化合物的合成及三阶非线性光学性能

合成了3种1,3,4-噻二唑偶氮化合物,其中1种为新化合物,用IR、1H 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.它们的三阶非线性光学极化率X(3)为(3.84～3.95)×10-13esu,非线性折射率n2为(7.07～7.27)×10-12esu,分子二阶超极化率γ为(3.56～3.72)×1031esu,响应时间τ为101fs.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,形成吸供构型,增大取代基的吸或供电子能力等有利于获得较大的三阶非线性光学性能.     

有机功能色素类化合物的合成与三阶非线性光学性能

设计并合成了苯并二呋喃酮、双偶氮-9,10-蒽二酮、苯并噻蒽以及偶氮-1,3,4-噻二唑4个系列的有机色素类化合物,并用UV,IR,1H NMR和元素分析表征了结构.采用飞秒激光,运用简并四波混频法,研究了化合物的三阶非线性光学性能.它们的三阶非线性光学极化率χ(3)为2.64～3.95×10-13esu,非线性折射n2为4.85～7.27×10-12esu,分子二阶超极化率γ为2.85～3.72×10-31esu.探索了化合物的分子结构对三阶非线性光学性能的影响.长的共轭链、吸供取代基和杂环的引入、取代基强的供电子或吸电子能力等因素有利于获得较大的三阶非线性光学性能.     

新型2-芳基咪唑并菲咯啉Ni(Ⅱ)配合物的合成及光学非线性

设计合成了3个新的含2-芳基-1H-咪唑并[4,5-f][1,10]菲咯啉的Ni(Ⅱ)配合物,用UV、IR、MS和元素分析进行了表征。采用飞秒激光,运用简并四波混频法,研究了Ni(Ⅱ)配合物在非共振状态下的三阶非线性光学性能。它们的三阶非线性光学极化率χ(3)为(3.99～4.36)×10-13esu,非线性折射率n2为(7.33～8.03)×10-12esu,分子二阶超极化率γ为(3.98～4.37)×10-31esu,响应时间τ为50～86fs。探索了配合物的分子结构对三阶非线性光学性能的影响。结果表明扩展π电子共轭体系,增强非平面分子内电荷转移等因素有利于获得较大的三阶光学非线性。     

双羟乙氨基-硝基型偶氮分子的三阶光学非线性

设计并合成了5种综合性能较好的双羟乙氨基给体-硝基受体型偶氮化合物,它们分别具有DπA型和DπAπD型共轭结构.用Z-扫描方法研究它们的三阶非线性光学性质.实验结果表明双羟乙氨基给体和硝基受体组合与偶氮共轭链相连组成的分子具有较大的三阶非线性极化率.其中化合物5具有DπAπD型共轭结构,它包含两条从N,N-双羟乙氨基给体到硝基受体的共轭链,因此较大的分子内电荷转移使三阶极化率γ达到2.958×10-33esu,并且在化合物的共轭链中引入具有较低离域能的芳香杂环能增大三阶极化率.     

SrBi2Ta2O9铁电薄膜的三阶非线性光学性能的研究

采用射频磁控溅射法在石英玻璃衬底上制备出均匀透明的SrBi2Ta2O9(SBT)薄膜,根据透射谱计算表明薄膜样品厚度为349nm,线性折射率为3.05.以锁模Nd:YAG激光器作为光源,利用Z-scan技术测定了薄膜的非线性光学性能.结果表明薄膜的非线性折射率n2＝2.56×10-8esu,非线性光吸收系数β＝3.93×10-4 esu,其三阶非线性极化率的实部和虚部分别为:Reχ(3)＝8.29×10-9 esu和Imχ(3)＝1.08×10-9 esu.     

π电子共轭键结构对材料非线性光学性能影响研究

合成了具有不同π电子共轭键3个新的有机光学材料4-(吡啶-4-乙烯),4'-(N,N-二羟乙基氨基)二乙烯苯(a),N-((4-(N,N-二羟乙基氨基)-苯亚甲基)-4-(吡啶-4-乙烯)苯胺(b)和4-(吡啶-4-乙烯),4'-(N,N-二羟乙基氨基)偶氮苯(c),使用脉宽8ns波长532nm调Q倍频ns/ps Nd:YAG脉冲激光系统测试了它们的非线性光学性能,研究了分子结构与非线性光学性能之间的关系.结果显示这些化合物具有大的三阶非线性光学系数,这可能来源于它们长的D-π-A共轭电子结构;以N=N双键为共轭键的化合物的非线性光学性能优于以C=N或G=C双键为共轭键的化合物.     

银纳米颗粒-玻璃复合材料的光学性能

采用离子交换结合热处理法,制备出银纳米颗粒-硅酸盐玻璃复合材料.利用紫外-可见光 分光光度计测量吸收光谱,利用Z-scan技术测量三阶非线性光学效应.研究结果表明,离子交换的最佳温度范围为310℃-380℃,提高离子交换温度和熔盐中AgNO3浓度,延长离子交换时间,有利于在玻璃中引入更多的银离子.玻璃中引入的银离子浓度越高,高温热处理后玻璃中银纳米颗粒的体积分数越大.含铁玻璃有利于银纳米颗粒的形成.随着热处理温度的提高和时间的延长,银纳米颗粒尺寸和颗粒体积分数增大,共振吸收峰红移.通过离子交换结合热处理方法可以获得具有优良三阶非线性光学性能的银纳米颗粒-硅酸盐玻璃复合材料,其在非等离子体共振区域的三阶非线性系数可达1.16×10-10esu,其中实部为-1.15×10-10esu,虚部为1.4×10-11esu.     

推拉型偶氮化合物三阶非线性电极化率测量

本工作报道了由皮秒激光和 Z-扫描技术在两种推拉型偶氮化合物 ,对硝基苯偶氮 - N,N—二甲基苯胺 ( NPADMPA)和对硝基苯偶氮— N—甲基苯胺( NPAMPA)的非共振吸收区测量与三阶非线性电极化率 χ[3 ] 有关的非线性折射率 n2 。测得的 n2 值分别为2 .2× 10 -8esu和 1.81× 10 -8esu。根据分子结构特征对这两种三阶非线性光学材料的结构与性能的关系作了讨论。     

Bi2S3纳米晶掺杂钠硼硅玻璃的三阶非线性光学性质

利用溶胶-凝胶方法制备了1 wt%Bi2S3纳米晶掺杂钠硼硅玻璃.利用X射线粉末衍射仪(XRD),X射线光电子能谱(XPS),透射电子显微镜(TEM),X射线能量色散谱(EDX),扫描模式透射电子显微镜(STEM)以及高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对Bi2S3纳米晶在钠硼硅玻璃中的形貌和微结构进行了表征,同时,利用飞秒Z扫描技术在波长为770 nm对该玻璃的三阶非线性光学性能进行了分析测试.结果表明,尺寸为10～30 nm的Bi2S3正交晶系纳米晶在钠硼硅玻璃中形成,该玻璃的三阶非线性光学折射率γ、三阶非线性吸收率β和三阶非线性极化率χ(3)分别为5.90×10-16 m2/W、7.35×10-9 m/W和4.55×10-18 m2/V2.其中,该玻璃的三阶非线性极化率值比未经掺杂的钠硼硅玻璃(χ(3)=1.09×10-22 m2/V2)高出4个数量级,这表明,随着Bi2S3纳米晶的引入,该玻璃的三阶非线性光学性能将得到显著的提高.     

含硝基噁二唑聚炔的合成及三阶非线性光学性能

设计合成了一种含硝基噁二唑功能基的聚炔材料。通过红外光谱(IR)和核磁共振(1H-NMR)对该聚炔化合物进行了结构表征。利用紫外光谱(UV-vis)和热重分析(TGA)对其性能进行了评价。TGA显示其热稳定性相对于单体有很大提高,UV-vis表明它在500 nm以上长波区吸收很弱。该聚炔化合物的非线性光学性能借助Z-scan技术进行研究,其χ(3)达3.25×10-11(esu)。与含烷基的同类聚炔比较,拉电子基团硝基有效地提高了含噁二唑聚炔的三阶非线性光学性能。     

两种具有D-π-A结构化合物的合成、表征及三阶非线性光学特性

报道了两种D-π-A结构的化合物．通过红外、元素分析、核磁及单晶X衍射对化合物的结构进行了表征。用Nd：YAG脉冲激光器通过Z扫描技术研究了它们的三阶非线性光学特性。结果表明在532nm的激光作用下．不仅表现出显著的非线性光学折射率．而且表现出有大的非线性光学吸收系数。     

三阶非线性光学材料甲基噁二唑聚炔合成研究

设计合成了一种含甲基噁二唑功能基的聚炔材料聚(2-对甲基苯基-5-对乙炔基苯基-1,3,4-噁二唑)。对制得的聚合物和单体进行FT-IR、~(1)H-NMR、紫外、荧光和热重(TGA)表征及Z扫描(Z-scan)技术评价,结果表明:聚(2-对甲基苯基-5-对乙炔基苯基-1,3,4-噁二唑)在失重5%时,热分解温度为389℃,较之单体(312℃)有较大提高,热性能较好;非线性吸收系数为-1.53×10~(-10)cm/W,非线性折射率为4×10~(-17)cm~2/W,三阶非线性极化率为3.00×10~(-11)esu,三阶非线性光学性能良好,与侧链烷氧基取代的噁二唑聚炔相比性能显著提高。     

ZnO对碲铌基重金属氧化物玻璃的结构和光学性能的影响

TeO2 Nb2O5系统重金属氧化物玻璃是一种新型的重金属氧化物玻璃材料,具有优良的非线性光学性能。本文研究了ZnO对碲铌基玻璃的结构、非线性光学性能和光学透过率的影响,研究表明:碲铌基玻璃的非线性光学效应源于电子云畸变效应,掺杂少量ZnO有利于玻璃非线性光学性能的提高,增加ZnO至2.5%(质量分数)时用四波混频法测得的玻璃三阶非线性极化率χ(3)可达9.2×10-13esu,然后随ZnO含量增至10%(质量分数)时χ(3)减至6.0×10-13esu。ZnO含量在10%～15%(质量分数)时χ(3)则无明显变化。同时,加入15%(质量分数)的ZnO有利于玻璃透过率的提高。Raman光谱研究表明,掺入过多的ZnO(>5%(质量分数))时,网络间隙中的Nb5+可被Zn2+取代而进入网络,同时提供更多的桥氧,从而使玻璃网络中的[TeO4]4-基团向[TeO3]2-转化。     

高品质三元CdSe_(0.5)S_(0.5)量子点的控制合成和非线性光学性能研究

因为具有独特的量子效应,量子点是诸多研究领域共同关注的研究方向。在研究CdSe0.5S0.5量子点的合成基础上,对其三阶非线性光学性能开展研究。结果表明,通过制备N-油酰基-吗啡啉溶剂,获得了高品质CdSe0.5-S0.5量子点的有效控制合成方法;所制备的量子点在532nm激光条件下有着非常明显的非线性光学性质,三阶非线性折射系数(n2)为-7.1×10-11 esu,非线性吸收系数(β)为-3.47×10-11 m/W。     

介孔Au/ZrO2复合薄膜的制备及其三阶非线性光学性能（英文）

以尿素为沉淀剂,通过沉积沉淀的方法,制备了高分散的金纳米颗粒负载的介孔氧化锆薄膜;以1064 nm激光为入射光束,通过Z扫描实验测试了复合薄膜的非线性光学折射和吸收,并计算了复合薄膜的非共振三阶非线性光学极化率(~10-10esu),金纳米颗粒的高分散性和氧化锆薄膜衬底的高线性折射率使复合薄膜显示了增强的三阶非线性极化率.     

两种新型聚(3-丁酰基吡咯苯甲烯)的三阶非线性光学性能

通过3-丁酰基吡咯单体分别与对硝基苯甲醛和香草醛的缩聚反应,成功合成了两种新型可溶性聚吡咯甲烯衍生物——聚[(3-丁酰基吡咯-2,5-二)对硝基苯甲烯](PBPNBE)和聚[(3-丁酰基吡咯-2,5-二)(3-羟基-4-甲氧基)苯甲烯](PBPHM BE)。采用1H-NM R、FT-IR和UV-V is-N IR光谱对目标产物的分子结构进行了详细的表征。通过测试计算得到聚合物PBPNBE和PBPHM BE的光学禁带宽度分别为1.84 eV和1.48 eV。采用后向简并四波混频技术研究了聚合物薄膜的三阶非线性光学性能。结果表明,聚合物PBPNBE和PBPHM BE具有大的三阶非线性极化率,其值分别为2.10×1-0 8esu和8.65×10-8esu。     

稀土掺杂碲铌锌系统玻璃的非线性光学性能

碲铌锌系统玻璃是一种性能优良的三阶非线性光学玻璃材料,综合品质优于其它非线性光学玻璃材料。在碲铌锌系统玻璃中引入稀土离子,利用其4f电子的跃迁提高谐波光子激发的可能性,从而提高玻璃的三阶光学非线性。研究表明,随着稀土离子的加入,532nm附近玻璃的光吸收明显增加,使由相同波长激光激发的光学非线性呈线性增长。掺入Ce3+、Ho3+、Y3+的玻璃三阶非线性极化率最高可达2.3×10-12esu。     

4-硝基-4-二甲基氨基偶氮苯薄膜的制备及光学性质

采用真空蒸发法制备了4-硝基-4-二甲基氨基偶氮苯(Azo)薄膜,研究了蒸发温度和薄膜厚度的关系。分别通过紫外-可见光谱和Z-扫描的方法研究了Azo薄膜的线性光学性质以及薄膜的三阶非线性光学性质。结果表明:Azo薄膜的紫外-可见光谱比Azo溶液紫外可见光谱蓝移了61 nm,该化合物薄膜的光学带隙(E_g)为2.71 eV; Azo薄膜呈现明显饱和吸收和自聚焦的非线性现象,其三阶非线性极化系数达到10~(-7)(esu)数量级,这表明该类Azo化合物材料可以作为全光开关的候选材料。     

CdS 纳米粒子的四波混频研究

目的　研究表面化学修饰对纳料粒子光学非线性的影响 .方法　采用简并四波混频 (DFWM)方法测量了表面用 2 ,2 ' -联吡啶 (bpy)进行化学修饰的 Cd S纳米粒子 (记为Cd S/ bpy)有机深胶的三阶非线性光学响应 ,并考虑一个双光子吸收的修正因子 ,用最小二乘法对实验结果进行了拟合 .结果　求得每个 Cd S/ bpy粒子的三阶超极化率的实部γIR=-0 .42× 1 0 -2 7esu,虚部 γ1 I=2 .0 2× 1 0 -2 7esu.结论　较大的虚部表明双光子吸收导致的共振增强作用对 DFWM信号有重要贡献 .另外 ,还用表面效应解释了表面修饰 Cd S纳米粒子相对于裸的 Cd S纳料粒子 (水溶胶 )三阶非线性增强的原因     

基于酞菁光控自组装的超分子三阶非线性光开关材料

酞菁的三阶非线性光学性能不仅取决于其分子结构，而且与酞菁分子在空间的排列密切相关。因此，控制酞菁化合物在空间的排列状态，就有望在超分子的层次控制酞菁的三阶非线性光学性能。我们设计了三类含有光致变色单元修饰的酞菁化合物。利用紫外光和可见交替照射下光致变色单元光异构过程中空间结构和电子结构的改变，实现了对酞菁自组装行为的有效光控。我们用Z-扫描的方法考察了光照前后这些酞菁光控自组装体系三阶非线性光学性能的改变。发现：这些材料不仅开关效应显著，且在“开”和“关”的状态下，都具有大的二阶分子超极化率（〉10^-30esu），在未来光电子和光子技术领域具有潜在的应用价值。