单分子的双光子激发光漂白速率

研究了多种条件下的光漂白几率与激发光强度间的定量依赖关系。利用MRC1024多光子激发显微系统和单光子计数技术,测量了单个若丹明B（RhB）分子在不同强度光激发时的双光子激发（TPE）和光漂白寿命。实验结果表明：单个RhB分子和TPE光漂白寿命与激发光强度倒数的平方成正比,亦即光漂白速率与荧光基团分子处于激发态的几率成线性依赖关系,该结果与单光子激发（1PE）时的光漂白结果相同,但是却不同于多分子TPE光漂白的实验结果。     

全反式A-D-A共轭化合物在飞秒激光下的双光子吸收性能

设计并合成了全反式A-D-A(acceptor-donor-a cceptor)共轭化合物(Ⅰ)(E,E)-2,2′-[(2,5-二甲氧基-1,4-亚苯基)二 -2,1-亚乙烯基]双-1H-苯并咪唑。用 傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱、质谱和元素分析进行了Ⅰ的结构表征; 测定了 Ⅰ在不同溶剂中的线性吸收光谱、单光子荧光(SPEF)光谱和荧光量子产率;采用800nm 的飞秒激光,研究了Ⅰ的双光子吸收(TPA)和双光子荧光(TPEF)性能。结果表明:随着溶剂 极性 的增大,Ⅰ的线性吸收波长变化很小,SPEF发射波长红移,荧光量 子产率下降;Ⅰ在四氢呋喃(THF)中的荧光量子产率高达0.93,TPA截 面 为204×10－50 cm⁴·s·photon－1,具有强的蓝绿 色TPF发射。     

二氢卟吩类光敏剂化单态氧光谱及其量子产率

建立了测量单态氧（^1O2)荧光光谱和量子产率的方法；定量测定了二氢卟吩类光敏剂CPD1和CPD2在有机溶剂中敏化^1O2的荧光光谱和量子产率 φCPD1=0.51、φcpd2=0.83；研究了CPD1和CPD2敏化^1O2的荧光光谱特性及其与溶剂，浓度和光照强度等外部条件的相关性；分析和阐述了提高光动力疗法（PDT）疗效的基本思路，并提供了部分理论和实验依据。结果表明：CPD2和CPD2具有较强的敏化^1O2的能力，是有前途的用于PDT的光敏剂；敏化^1O2是此类光敏剂在PDT中的主要机制；测定^1O2在1270nm的荧光光谱，是测定敏化^1O2量子产率的方便而可靠的方法。     

D-π-A型噁二唑衍生物多光子吸收和多光子荧光特性研究

研究了不对称型有机分子[4-(2-{4[5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑2]苯基}-乙烯基)-苯基]-二苯胺的多光子吸收及其荧光特性.该分子具有典型的D-π-A型推拉电子结构,三苯胺基团作为给电子基通过苯乙烯共轭链桥接到吸电子基1,3,4-噁二唑基团.在远离线性吸收区的800～1 570 nm波长范围内,实验结果表明该化合物分子具有明显的双光子吸收、三光子吸收性质和较强的频率上转换荧光.根据非线性透过率法测得该化合物在800 nm的双光子吸收系数为3.95 cm/GW,在1 255 nm的三光子吸收系数为3×10-5cm3/GW2.     

双光子激发光漂白的荧光相关谱分析

对基于双光子激发(TPE)的荧光相关谱(FCS)分析的理论公式进行了修正,引入了光漂白修正因子(θ)。修正公式不仅消除了光漂白因素对粒子动态信息测量结果的影响,而且还可以同时获得光漂白寿命。分别采用修正公式和原公式拟合了蔗糖溶液中若丹明(RB)的实验结果。结果表明：修正公式能够更好地定量描述实验结果,并且可以获得不同激发条件下的光漂白寿命。     

NO分子A^2∑（v’=1）→X^2∏（v”=1～11）跃迁的激光诱导荧光光谱

用Nd1YAG激光器泵浦光学参量发生放大器做激发源，利用激光诱导荧光光谱技术得到NO分子在200～370nm范围内的荧光光谱，谱线峰值归属于A^2∑(v’=1)→X^2∏(v”=1,3～11)跃迁，用最小二乘法拟合获得NO分子X^2∏态振动常数，计算出平衡位置的力常数k。通过测量NO分子在不同气压下A^2∑→X^2∏跃迁的时间分辨谱，得到A^2∑(v’=1)态的自然寿命为180ns。结果可为用激光诱导荧光光谱技术探测大气污染物NO分子提供理论及实验参考。     

水溶性量子点ZnS:Mn的光学非线性特性研究

以Nd:YAG锁模激光器二倍频532 nm激光为泵浦光,用Z-扫描技术详细研究了水溶性量子点ZnS:Mn的光学非线性特性.实验结果表明,ZnS:Mn量子点对532 nm的光存在明显的双光子吸收.重点研究了在双光子吸收区ZnS:Mn量子点的非线性吸收和非线性折射,求解了不同入射光强下ZnS:Mn量子点的双光子吸收系数、双光子吸收截面、非线性折射率以及三阶非线性极化率,计算得到双光子吸收截面的最大值达10650×1050 cm4·s·photon-1,平均非线性折射率为8.22×10-20 m2·W-1.分析表明,ZnS:Mn量子点具有长波长的荧光发射、优良的光化学稳定性以及较小的双光子吸收截面,这些特性使其有可能成为双光子荧光分子探针.     

光合作用PSII Chl分子传能超快光谱学

利用ICCD皮秒、飞秒扫描成像和飞秒时间分辨光谱装置实验研究了高等植物捕光天线LHCⅡ三聚体和PSⅡ颗粒复合物及PSⅡ核心复合物的超快光谱动力学,经过吸收光谱和发射光谱分析,确定在LHCⅡ三聚体中至少存在7种Chl分子光谱特性,它们是:Chlb653/656658.7、Chla662。0665。2、Chla/b670/671671.6、Chla675.0677.1、Chla680/681682.9、Chla685689.1和Chla695.0695.6。采用光强103光子/cm2/脉冲激励浓度为30μg/ml的捕光天线LHCⅡ三聚体,在650nm到705nm谱段逐点探测分析处理,产生了两组短寿命组分210fs、520fs和5.2ps、36.7ps及两个长寿命组分1.8ns、2ns。最快的三个寿命210fs、520fs和5.2ps反映了三聚体Chlb分子向Chla分子的激发能传递过程;寿命36.7ps反映了Chla分子向相邻单体Chla分子的激发能传递过程;最长的两个寿命1.8ns和2ns是在三聚体中Chla分子通过中间体Chla分子辐射荧光,分别跃迁回基态的过程。获得的六个寿命组分有把激发能传递时间与Chla/b分子发射光谱相结合的特点。经拟合处理解析PSⅡ颗粒复合物光谱,得到三个组分谱,其峰值分别为686.8nm、692.2nm和694.9nm,与LHCⅡ比较分析,说明天然构型的PSⅡ有很强的吸收光能和有效传递光能的本领、PSⅡ核心复合物的核心天线CP43和CP47,各自含有三种不同状态     

CPD1对HL—60细胞体外光动力效应的研究

测定了二氢卟吩类光敏剂CPD1的光谱参数及敏化单态氧的能力.结果表明 在有机体系(THF)中,CPD1红光区最大吸收峰位于666 nm处,吸收系数达2.20×105 cm-1*mol-1*L;在生理盐水(NS)中,CPD1红光区最大吸收峰位于654 nm处,吸收系数达6.50×104 cm-1*mol-1*L,比血卟啉衍生物(HpD)约高2个数量级;单态氧量子产率为0.57,其对HL-60细胞具有良好的光灭活作用,提示CPD1是一种有发展前途的光动力疗法(PDT)光敏剂.     

一种新型有机染料HEASPS的激光上转换和光限幅性能

报道了一种新型上转换染料———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(trans 4 [4’ (N hydroxyethyl N ethylamino)styryl] N methylpyridiniump toluenesulfonate ,简称HEASPS)DMF溶液的激光上转换性质和光限幅性质。用Z 扫描技术测得其双光子吸收截面为σ2 =4.7× 10 -4 8cm4 ·s/photon ,研究了它在DMF溶剂中的线性吸收、单光子荧光、双光子荧光和双光子激射特性 ,用再吸收效应解释了双光子荧光峰相对单光子荧光峰的红移现象 ,该染料的激射和再吸收现象相互竞争导致了双光子激射峰相对于双光子荧光峰的蓝移现象。在 10 6 4nm皮秒脉冲激光的激发下 ,可得强烈的 6 2 6nm上转换激射光 ,上转换效率最高为 15 .5 % ,从抽运光到激射光的净转换效率为 2 6 %。该染料的DMF溶液表现出明显的光限幅特性     

相干泵浦双光子激光的光子数起伏

本文采用朗之万量子理论和激光场的准线性表示计算相干泵浦双光子激光的光子数起伏。结果表明,具有双光子损耗机制且在近阈运行时,双光子激光不存在光子数压缩态。     

双光子Dressed原子与多模压缩光场的双光子相互作用

本文采用了dressed原子的方法,处理了双光子dressed原子(以下简称dressed原子)与多模压缩光场之间的双光子相互作用,计算了各dressed原子本征态之间的跃迁速率,并讨论了在稳定时,弱无场的存在对双光子共振荧光的影响以及dressed原子对弱光场的吸收和辐射。     

配合物[｛Ni(mnt)_2｝_2][Na_2(benzo-15-crown-5)_3(H_2O)_2]的合成及其非线性吸收的测量

合成了配合物［｛Ｎｉ（ｍｎｔ）_２｝２］［Ｎａ_２（ｂｅｎｚｏ－１５－ｃｒｏｗｎ－５）_３（Ｈ_２Ｏ）_２］,并且测试了 这种配合物的非线性吸收系数β＝２．４ ｃｍ／ＧＷ; 探讨了非线性吸收产生的机理为双光子吸 收．     

双光子光折变介质中非相干耦合屏蔽光伏孤子对

为了获得在有外加电场的双光子光伏光折变介质中存在着稳态非相干耦合屏蔽光伏空间孤子对的结果,对外加电场的双光子光伏光折变介质中,两束偏振方向和波长都相同的互不相干光束的耦合进行了理论研究。结果表明,这种孤子对是由偏振态和波长都相同的两束互不相干光耦合而成的,它可以看成是双光子非相干屏蔽孤子对和双光子非相干光伏孤子对的统一形式,当外加电场很强可忽略光伏效应时,它类似于已报道的双光子屏蔽孤子对,而当外加电场为0时,它相当于闭路条件下的双光子光伏孤子对。这就预言了非相干耦合暗-暗和亮-亮双光子屏蔽光伏空间孤子对的存在。     

新型二氢杨梅素掺杂双光子材料的合成及其微结构制备

传统医疗器械在使用时表面形成的细菌生物膜,容易引起感染并导致发病率增加。为此提出了利用飞秒激光双光子聚合(two-photon polymerization, TPP)技术在掺有二氢杨梅素(dihydromyricetin, DMY)的双光子材料中制备“筒仓”形抑菌微结构。本文中,通过电子圆二色光谱(electronic circular dichroism, ECD)分析确定了双光子材料中DMY的成功掺入,同时对比确定了掺有DMY的双光子材料最佳加工参数范围：打印速度为10—100μm/s,激光功率为18.1—90.0 mW。然后,制备了高度为30μm的“筒仓”形抑菌微结构,并通过增加微结构轮廓扫描次数来强化抑菌微结构的稳定性。该研究结果对高杀菌率微结构的制备和进一步发展具有重要的借鉴意义。     

高效双光子引发剂及水相中制备水凝胶微结构的研究进展

对双光子引发剂的设计合成和飞秒激光双光子聚合技术的基本原理进行了简单介绍。着重介绍了用于水凝胶双光子聚合的引发剂的研究进展,主要包括通过扩大共轭链长度、引入强供/吸电子基团、加入共引发体系等来增大双光子吸收截面,引入自由基淬灭基团以降低荧光量子产率,增加引发剂的水溶性来降低微结构细胞毒性等方面。这些研究为生物相容性三维水凝胶微纳结构的制备及应用提供了科学基础,是更好地模拟体内细胞生长微环境的必要条件。接着,介绍双光子聚合制备的水凝胶微纳结构及其在组织工程领域中的应用。最后,对生物相容性水凝胶微结构在应用中存在的问题与未来发展趋势进行总结和展望。     

双光子激发检测 NO

利用双光子激发 NO 分子至里德伯态 H'~2π~-(V=1),通过监测激发谱来检测纯 NO 和0.1MPa 的 N_2中 NO 的含量,并研究了 N_2对 NO 的淬灭效应。结果表明纯 NO 气压在40 Pa 以下荧光强度与气压成正比,在0.1 MPa 的 N_2中 NO 的检测限可达0.1 ppmv。     

双光子吸收染料HMASPS上转换及非线性吸收性能的研究

从实验上研究了一种染料trans 4 [p (N hydroxyethyl N methylamino)styryl] N methylpyridinium p toluenesulfonate(简称HMASPS)双光子抽运的频率上转换及双光子吸收引起的非线性吸收情况。当抽运功率密度超过一定阈值时 ,染料发出超辐射荧光。测量了从 90 0～ 115 0nm抽运波长范围的荧光激射上转换效率和 72 0～ 110 0nm范围的非线性吸收情况。在 92 0nm处具有最大有效双光子吸收截面 44 3× 10 -4 8cm4 s/ photon ,在 10 6 4nm处为2 77× 10 -4 8cm4 s/photon。最高上转换效率 7%位于 990nm ,而在 10 6 4nm为 4 3%。     

电场对碲镉汞光电二极管双光子吸收跃迁的影响

实验研究了具有pn结结构的碲镉汞光电二极管的双光子吸收.激发光源采用了皮秒红外脉冲激光.尽管入射光子能量仅为碲镉汞材料带隙的60%左右,在光电二极管两电极端仍然观察到了显著的光伏响应信号.利用线性关系拟合双对数坐标系下光伏响应与入射光强的关系,发现两者呈现二次幂函数增强趋势,表明这种光伏响应是一种典型的双光子吸收过程.通过调节光电二极管两端的反向偏压,空间电荷区内的双光子吸收系数可比耗尽层外的强致130倍,这种双光子吸收系数的场致增强现象可归因为双光子吸收的FK效应所致.对比空间电荷区内外双光子吸收产生的光生载流子数量,证实空间电荷区内的双光子吸收会强烈地影响器件的光伏响应.     

甲基吡啶衍生物液体中的双光子共振四波混频

一、引言 相干反斯托克斯喇曼散射光谱(CARS)作为一种研究分子结构的手段,已在物理、化学、生物学以及相关的一些技术领域获得令人鼓舞的应用。它是基于两个和分子体系相作用的光波其频率差ω_1-ω_2和相应分子的振动模ω-r共振,对频率为ω_(as)=2ω_1-ω_2的四波混频光信号强度I_(as)的增强来获取该分子的振动结构信息的(图1(a))。当入射光束ω_2有较宽的频带结构,并满足ω_1-ω_2=ω_r的条件下,视分子振动模频率的不同,将有多条ω_(as)谱线同时出现,