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。     

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.     

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。     

亚相中离子对半花菁多层膜光学性质的影响

研究了亚相中二价阳离子Ｃｄ２＋,Ｂａ２＋,Ｃｏ２＋对非活性氮冠醚分子的π－Ａ曲线、半花菁／氮冠醚Ｙ型交替多层膜的紫外可见吸收光谱、稳态荧光光谱和光学二次谐波强度的影响。在氮冠醚分子的单层膜中,分子的占有面积依赖于亚相中的离子。交替多层膜的吸收峰位置、稳态荧光峰的位置和光学二次谐波强度由亚相中的离子所调制,并且解释了可能的物理机制。     

混合芪盐与二十酸LB膜中的分子二阶非线性光学极化率

把芪盐与二十酸以不同的比例混合，制备单层ＬＢ膜，研究了材料的分子二阶非线性光学极化率。在芪盐含量为５０％～７０％之间得到了极大增强的二次谐波信号。经分析认为在ＬＢ膜上除芪盐以两种聚集体的形式出现外，芪盐与二十酸分子之间还存在相互作用，它阻止了芪盐分子产生聚集的趋势，使芪盐聚集体多以聚集体１的形式出现。芪盐聚集体１的吸收可使四阶非线性极化率χ（４）产生共振增强，从而引起混合材料单层ＬＢ膜对二次谐波信号产生影响。     

混合芪盐与二十酸LB膜中的分子二阶非线性光学极化率

把芪盐与二十酸以不同的比例混合，制备单层ＬＢ膜，研究了材料的分子二阶非线性光学极化率。在芪盐含量为５０％￣７０％之间得到了极大增强的二次谐波信号。经分析认为在ＬＢ膜上除芪盐以两种聚集体的形式出现外，芪盐与二十酸分子之间还存在相互作用，它阻止了芪盐分子产生聚集的趋势，使芪盐聚集体多以聚集体１的形式出现。芪盐聚集体１的吸收可使四阶非线性极化率χ＾（４）产生共振增强，从而引起混合材料单层ＬＢ膜对二次谐波     

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     

不对称取代萘酞菁化合物的LB膜及二阶非线性光学特性研究

近年来,人们对萘酞菁类化合物的研究兴趣不断增加,这主要是由于萘酞菁类化合物比酞菁类化合物具有更大的共轭体系,共轭π-电子更为丰富,因此它们在许多方面的性能比相应的酞菁化合物优越得多.萘酞菁化合物巨大的共轭π-电子体系容易被极化,有利于产生非线性光学效应.利用Langmuir-Blodgett(LB)技术能够制备纳米尺度上精确可控的、有序排列的、非中心对称结构的超薄膜,实现大的宏观二阶非线性极化率. 实验所用的两种不对称取代萘酞菁化合物是由中科院感光化学所合成的,分别为三叔丁基萘酞菁(简写为NPC1)、三叔丁基氰基萘酞菁(简写为NPC2).LB多层膜的制备是在德国R&K公司制造的Langmuir槽制膜系统上完成的. 实验表明,两种不对称取代萘酞菁化合物均能在气液界面上形成稳定的单分子膜,并能很好地转移到固体基板上形成LB多层膜;它们在稀溶液中主要以单体分子的形式存在,而在LB膜中则主要是以聚集体的形式存在;尽管这两种萘酞菁化合物均能产生二次谐波信号,但是由于它们的结构不同,其二阶非线性极化率系数的大小相差较大,三叔丁基氰基萘酞菁的二阶非线性极化率系数χ(2)为3.7×10-8 esu(或超极化率β为7.2×10-30 esu),约为三叔丁基萘酞菁的37倍.这主要是由于氰基具有很强吸电子的能力,使NPC2分子内形成了较大的偶极矩,LB膜使得分子有序排列,因而LB膜宏观的偶极矩也较大,从而具有较大的二阶非线性极化率.(OB16)     

相变光盘的多层膜结构

实用的相变光盘膜应由包含相变介质膜和匹配膜的多层膜结构绍成。本文根据膜系特征导纳矩阵,匹配设计了相变光盘的多层膜结构。设计结果表明:(1)λ=8300 处多层膜结构较单层膜结构(只有相变记录介质膜)对写入激光吸收提高一倍左右;(2)反射率对比度有较大提高,R_c∶R_a可达4∶1。最后对设计结果给出了实验证实。     

铁电半花菁染料Langmuir-Blodgett膜

通过静态电荷积分法测量出66层半花菁Z型LB膜在室温下的热释电系数为12μCm-2K-1,其品质因数FD=35μCm-2K-1.再由其所观测到的电滞回线现象可证实它还具有铁电性,进而表明其热释电效应较强.     

Langmuir–Blodgett films of indandione-1,3 pyridinium betaine. III: Linear dichroism and non-linear optical properties

Linear dichroism and second-harmonic generation (SHG) have been measured in Langmuir-Blodgett (LB) multilayers of Z-type structure of amphiphilic indandione-1,3 pyridinium betaine (IPB) with an aliphatic tail containing 17 carbon atoms (C17IPB). The dichroic ratio A_s/A_p of electronic absorption of s- and p-polarised light and the SHG intensity show that the ‘heads’ of C17IPB molecules are predominantly oriented along the deposition direction of monolayers on a quartz substrate. Orientation parameters and mean statistical azimuthal and tilt angles are evaluated as a function of the number of monolayers. The SHG efficiency has been measured in C17IPB monolayers on a water surface as a function of surface pressure. The effective hyperpolarisability β of the IPB molecule has been determined experimentally in a chloroform solution by the hyper-Rayleigh-scattering method. The obtained value of β = (138 ± 16) × 10⁻³⁰ esu is in good agreement with theoretical estimates.     

Thin-Film Bulk-Acoustic-Resonator Gas Sensor Functionalized With a Nanocomposite Langmuir–Blodgett Layer of Carbon Nanotubes

A thin-film bulk acoustic resonator (TFBAR) based on a vibrating membrane of AlN/Si₃N₄ has been fabricated onto a silicon substrate and functionally characterized as gas sensor at a resonating frequency of 1.045 GHz. This novel TFBAR-based gas sensor has been functionalized by a sensing nanocomposite layer, prepared by a Langmuir-Blodgett (LB) technique, of single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) embedded in a host matrix of organic material of cadmium arachidate. High-performance gas detection at room temperature of a SWCNT-coated TFBAR sensor has been reported. The sensing device exhibits high sensitivity (e.g., acetone: 12 kHz/ppm; ethylacetate: 17.3 kHz/ppm), fast response (within 2-3 min), slow reversibility (within 1 h), and good repeatability (les 5% variation) of response toward tested organic vapors of acetone, ethylacetate, and toluene.     

电场极化条件对石英玻璃的电致二阶非线性光学效应的影响

报道了电场极化条件对石英玻璃的电致二阶非线性光学效应的影响的研究结果。通过实验发现，石英玻璃经较高温度下的电场极化作用所产生的二次谐波发生与极化温度、极化电压具有相关性，并表现出一定的规律性：在一定的极化电压下，二次谐波强度在某一适中的温度下达到极值；在一定的极化温度下，二次谐波强度随极化电压的增大而逐渐增强，并渐趋饱和。根据玻璃的电致二阶非线性极化的“偶极子取向”模型，解释了实验结果。     

非对称耦合量子阱的二次谐波产生与量子阱参数关系研究

采用反射式二次谐波产生 (SHG)方法对非对称Ⅱ Ⅵ族耦合量子阱Zn1 -xCdxSe ZnSe的非线性光学特性进行了研究。非中心对称性和阱间耦合效应在很大程度上增强了材料的非线性效应。发现在入射光和反射光均为p偏振 ,以及入射光和反射光分别为s偏振和p偏振两种情况下 ,SHG信号都随Cd含量x的增大而减小。与ZnSe基体材料相比 ,非对称耦合量子阱 (ACQW)在可见光波段的SHG信号增强一个量级以上。同时发现SHG信号随入射光偏振角的变化而周期性地变化。     

基于红外TDLAS技术的高精度CO2同位素检测系统的研制

对天然气分布监测,高精度地检测CO₂同位素是非常重要的。采用可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术,通过13CO₂/12CO₂在4.3 μm处的吸收谱线,实现高精度CO₂同位素检测。该检测系统由工作在连续波模式下的中红外间带级联激光器(ICL)、长光程多通池(MPGC)和中红外碲镉汞(MCT)探测器组成。针对13CO₂和12CO₂两条吸收谱线强度受温度影响的问题,研制了MPGC高精度温度控制系统。实验中,配置5种不同浓度的CO₂气体对检测系统进行标定,响应线性度可达0.999 6。结果表明,当积分时间为92 s时,同位素检测精度低至0.013 9‰,具备实际应用价值。     

等离子体氧化nc-Si/SiO_2多层膜的蓝光发射

报道了在等离子体增强化学气相沉积 (PECVD)系统中用交替淀积 a-Si对其进行原位等离子体氧化的方法制备了 a-Si∶H/ Si O2 多层膜。随着 a-Si∶H子层的厚度从 3 .8nm减小到 1 .5 nm,a-Si∶H/ Si O2 多层膜的光吸收边和光致发光 (PL )出现了蓝移。在晶化的 a-Si∶ H/ Si O2 多层膜中不仅观察到室温下的红光带 (80 0nm)的发光峰 ,而且还观察到蓝光发射 (4 2 5 nm) ,结合 Raman,TEM和 PL测试 ,对其原因作了简单的分析     

9B2--The nature of the laser transition in CdS crystal at 90°K with two-photon excitation

An oscillation at the wavelength 4946 A in cadmium sulfide crystal is produced by two-photon excitation by ruby laser radiation. A two-photon absorption coefficient is measured at the wavelength 6943 A. The two-photon absorption coefficient is proportional to the light beam intensity and is equal to 1.0 cm^-1at 50 W/cm². The excitation lifetime in excited state is 10^-9to 10^-11seconds. It is proved that the oscillation in cadmium sulfide is due to the coupled excitations.