双光子吸收效应研究新进展

双光子吸收（two-photon absorption）是介质通过中间虚态同时吸收两个光子从基态跃迁至激发态的过程;其跃迁量子特征具有高度空间分辨率和良好介质穿透性,因而在三维微纳加工制作、三维光信息存储和三维荧光显微成像等高科技领域具有应用价值,成为当前有机光电子领域热点课题。该文介绍本课题组十年来在双光子科学领域中开展的工作与相关成果。     

杂环类双光子材料的研究进展

双光子吸收材料在诸多领域如光限幅、双光子上转换激射、双光子荧光显微术、三维光存储以及三维微加工等方面有潜在的应用前景.近年来,对有机双光子吸收材料的研究正成为材料领域研究的热点之一.杂环化合物由于具有优良的双光子性质,高的光学稳定性,因而成为研究的重点.对杂环简单的化学修饰,就可以实现对材料的最大吸收波长和发射波长大范围的调节.同时杂环化合物一般具有较强的推拉电子能力,能有效的提高双光子上转换激射效率,是一类很有发展潜力的双光子材料.     

具有双光子吸收特性的蒽基发光高分子的合成及性质研究

强双光子吸收材料在双光子荧光显微、三维光信息存储、光限幅以及聚合物微加工等领域具有诱人的应用前景。在钯催化下合成了以2,6-二(二己基氨基-对苯乙烯基)-9,10-二烷氧基苯基蒽为结构单元的非共轭蒽基聚合物,并用核磁共振、凝胶色谱对其结构进行了表征,测定了聚合物及其模型化合物的紫外、荧光光谱。结果表明,非共轭蒽基聚合物的长波吸收峰均位于红光区域,但呈现不同的荧光发射;最大双光子吸收截面分别为δ聚合物=8 789 GM和δ模型化合物=920 GM,是具有双光子吸收特性的发光光分子;该聚合物具有强度与韧性特征,可以在膜状态下使用。     

二苯乙烯类荧光增白剂1,4-二(邻氰基苯乙烯基)苯的合成及晶体结构与光物理性质

以Witting-Homer反应合成了反式对称的1,4-二(邻氰基苯乙烯基)苯化合物,X-射线衍射分析测定了该化合物的晶体结构。测定了其在不同溶剂中的线性吸收光谱、荧光发射光谱及荧光量子产率。飞秒激光做光源研究了化合物的双光子光物理性能。测试(700～820 nm)结果表明:该化合物在蓝光波段有较强的荧光发射,化合物具有较高的荧光量子产率,在700 nm处有较大的双光子吸收截面(68 GM),具有双光子诱导蓝光发射光学特性。     

不对称多枝三苯胺衍生物的制备与其双光子性质研究

通过Wittig和Heck反应合成了目标产物YZ1和YZ2,研究了分子的"枝"数和纳米粒子对材料的双光子性能的影响。实验结果表明,增加分子的枝数有利于提高材料的双光子吸收截面,双枝YZ2的最大双光子吸收截面为1 271 GM。另外,纳米粒子的加入有利于提高YZ1和YZ2的双光子荧光强度。     

新型金属团簇化合物的非线性光学吸收和光限幅特性

应用倍频Nd：YAG脉冲激光，在波长532nm、脉冲宽度为8ns的条件下，研究了金属团簇化合物W2Cu4S6O2(C34H28P2Fe)2的光限幅特性。Z扫描结果表明：该团簇具有自聚焦特性，其非线性吸收为激发态吸收。     

测量NO气体吸收截面的方法

差分吸收光谱技术(DOAS)已经被广泛用于各种污染气体浓度的测量,其中影响其测量精度的主要因素就是气体吸收截面的测量.利用Lambert-Beer吸收定律以及自主设计的测量装置对大气的主要污染气体N0的吸收截面进行了测量,并采用多项式拟合的方法提高了测量的精度,根据所测得的吸收截面反演了N0气体的浓度值,取得了良好的效...     

基于AIE特性的萘酰亚胺衍生物的合成及光谱研究

以分子内电荷转移为原理,选用萘酰亚胺为荧光团,与三苯胺通过偶联反应,制备了一种萘酰亚胺衍生物有机光功能小分子材料,其合成路线简单,实验操作条件易控,成品产率较高。对其光学性能进行研究,在不同溶剂中的光学性能主要表现出两个强吸收带,荧光发射达到到近红外区域,其表现出了非常明显的聚集诱导发光（AIE）特性,固体表现出很强的橘橙色荧光现象。     

四叔丁基萘酞菁氧钒非线性及光限幅特性

为提高酞菁化合物的非线性光学性能,以1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳烯-7(DBU)为催化剂,采用液相法合成了四叔丁基萘酞菁氧钒((t-Bu)4NcVO)化合物.利用元素分析、红外光谱、核磁共振氢谱方法,验证了化合物的分子结构.应用调Q倍频ns/ps Nd∶YAG脉冲激光系统,在波长为532nm下,研究了化合物的非线性和光限幅特性.测得化合物的非线性折射率n2和三阶非线性极化率χ(3)分别为2.51×10-11esu和8.54×10-12esu,通过计算得到分子极化率γ’为3.7×10-29esu.在透过率69%时限幅阈值为1608mJ/cm2,箝位值为585mJ/cm2,有效激发态与基态吸收截面比为3.66.     

锂原子激发态(1s22p)2P光电离的R-矩阵计算

文章首次运用R-矩阵理论方法，分别在单通道近似和三态密耦近似下计算了锂原子Li激发态(1s^22p)^2P的不同过程、不同分波的光电离截面及分波的光电离截面随有效量子数的变化规律。在三态密耦近似下，由于大量的自电离态与连续态的相互作用，计算结果显示了光电离过程中非常丰富的Rydberg系列共振结构，是以前的理论计算中所从未涉及到的。     

双光子荧光法对比度的研究

从理论上和实验上对双光子荧光对比度进行了研究,证明了双光子荧光对比度对锁模质量的判别作用。实验结果表明,要正确判断锁模质量,除采用适当溶剂外,还要选择最佳泵浦强度,最佳染料浓度及适当控制曝光和显影时间。     

[Ir(ppy)2(py-x)]+配合物的密度泛函理论研究

从理论上研究了一系列[Ir(ppy)2(py-H)]+ (1),[Ir(ppy)2(py-pr]+ (2),[Ir(ppy)2(py-pz)]+(3) [ppy=苯基吡啶,py=双（吡唑-1-基）甲烷,pr=吡咯,pz=吡唑]配合物的几何构型和光谱特征。采用密度泛函和单激发组态相互作用方法优化了基态和激发态结构,用含时密度泛函结合溶剂化模型计算三个分子在CH2Cl2溶剂中的光谱特征。基态优化得到Ir-N1、Ir-N4和Ir-N6与相应的实验值符合良好,激发态几何构型相对于基态变化较小,这与斯托克斯频移现象相符。配合物1-3的最低能吸收分别在399.07 nm、401.68 nm和396.15 nm,其磷光发射分别在513.00 nm、513.78 nm和510.38 nm,其最高占据轨道(HOMO)主要由金属Ir和配体ppy占据,而分子1和2最低空轨道(LUMO)均为ppy配体占据的π*型轨道,其跃迁属性为金属到配体和配体内部的电荷转移(MLCT/ILCT)跃迁,分子3的LUMO是由ppy和py配体占据的π*型轨道,其跃迁属性仅为金属到配体(py)的跃迁(MLCT)。研究结果表明,在非共轭配体py上引入取代基团不会对配合物发光颜色产生重要影响。     

一种新颖的自反馈光注入单频窄线宽光纤激光器

报道一种基于自反馈光注入的单频窄线宽光纤激光器。激光器采用线形腔结构,用高掺杂Er3+光纤作为增益介质,利用输出信号光分束反馈与腔内振荡激光干涉,形成折射率光栅与增益光栅共同作用选择纵模,获得稳定的1 549.85 nm单频窄线宽激光输出。在975 nm单模激光二极管(LD)抽运下,激光器的抽运阈值光功率为13 mW。当抽运光功率为112 mW时,最大输出信号光功率为30.6 mW,对应的光-光转换效率为27.3%,斜率效率为30.2%,信噪比大于50 dB。采用延时自外差方法测量线宽,当使用30 km单模光纤延迟线时,测量得到激光器的3 dB线宽为4.0 kHz。     

卟啉锌末端功能化的PMMA活性自由基聚合与非线性吸收性能研究

以α-溴代异丁酰溴封端的5,10,15,20-四对羟乙基苯基卟啉锌三丙酸酯为引发剂,通过原子转移自由基聚合方法（ATRP）合成卟啉锌末端功能化的PMMA高分子聚合物。通过红外光谱仪和氢核磁共振波谱对聚合物的结构进行了确定。利用GPC测试了聚合物分子量、分子量分布,研究了其聚合过程动力学,结果表明聚合过程符合一级反应动力学。通过Z-扫描技术测试了ns和ps脉冲激光下的非线性特性,拟合结果样品的非线性吸收系数β分别为4.5×10-10m/W和6.0×10-12m/W。样品对ns和ps激光均有非线性吸收特性,且ns脉冲下β值大于ps,说明样品三重激发态吸收截面大于单重激发态。     

用荧光光谱法研究染料与氧的作用机制

研究了孟加拉玫瑰红（ＲＢ）和品红甲亚胺染料与氧的作用机制．结果表明，氧对ＲＢ的荧光猝灭是能量转移、电子转移、以及对其激发单线态和激发三线态猝灭的综合作用结果，呈现偏离正常的Ｓｔｅｒｎ－Ｖｏｌｍｅｒ直线关系．氧与品红甲亚胺染料的作用，出现荧光量子产率增大的现象，可能是形成了接触电荷转移激态络合物，由它转换生成单线态氧和超氧负离子自由基的能力极低     

变截面杆元传递矩阵法

利用杆元状态方程，现时考虑变曲、剪切和轴向变形，导出了几种常用变截面（矩形、箱形、工字形）杆元传递矩阵和传递载常数的解析公式，可用于工程结构的受力分析。     

Optimization of spectroscopic properties of ytterbium-doped laser glasses

Four laser glasses with high emission cross sections are experimentally obtained. The laser performance parameters are determined from the spectroscopic parameters of these glasses and compared with those of developing laser glasses abroad. It is shown that Yb~(3-)-doped telluorogermanate, Yb~(3 )-doped niobosilicate glasses have the highest emission cross section and gain coefficient, the smallest minimum pumping intensity and saturation pumping intensity, and the lowest minimum fraction of excited ions. Yb~(3 )-doped borate glass follows just behind them. These glasses have some spectroscopic advantages over laser glasses developed recently elsewhere. Yb~(3 )-doped phosphate glass is comparable to phosphate laser glass which had high emission cross section and was developed recently by HOYA Corporation in Japan.The domestic glasses with optimum spectroscopic properties may be promising candidates for applications in high-average power and high-peak power solid state lasers, especially laser for the ne     

胺基化合物的结构和光学性质

胺基化合物DM2PCZ和我们设计的DM2PDM分子在蓝光电致发光材料上有较大的应用前景．采用密度泛函理论（DFT）B3PW91方法,对两种结构不同的化合物进行了基态和激发态几何优化．计算了DM2PDM分子的电离能和电子亲和势,评估了它的空穴传输能力,同时,还应用TDDFT方法对两种化合物的吸收光谱和荧光光谱进行的模拟计...     

两种双光子情形J-C模型的时间演化

求解出了两种双光子情形的Jaynes-Cummings(J-C)模型的时间演化,该两种模型在共振情况下的粒子数反转也给出了相应的表述.基于这样的求解,可以看出任何J-C模型的波函数以及其特性都具有十分相似的形式.     

基于同步扫描相机的荧光寿命测量系统研究

建立一台基于同步扫描相机的双光子激发荧光寿命显微测量系统,同步扫描相机的重复工作频率为76 MHz,利用钛宝石飞秒激光器作为光源,通过可调延时器和标准具对扫描相机的时间分辨率、扫描速度以及非线性等进行标定.该系统的时间分辨率为9 ps,非线性小于4%,量程为2.8 ns.测量了荧光染料Rose Bengal(RsB)的荧光衰减曲线,通过最小二乘法对荧光的衰减曲线进行拟合,得到RsB的荧光寿命为763 ps,与标准荧光染料对比一致.