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。     

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。     

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     

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。     

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)     

偶氮掺杂光学薄膜非线性光学特性研究

为探索温度不同及掺杂浓度不同对极化聚合物二次谐波产生（SHG）的影响,用实时电晕极化装置对一种偶氮主客体掺杂薄膜进行了研究,结果显示,对于这种主客体掺杂体系,二次谐波产生强度随温度先增大后减小,存在一个最佳值;在最佳极化温度下,随着偶氮材料掺杂浓度的提高,二次谐波产生强度,先增大后减小。结合紫外-可见吸收谱对结果进行分析,对产生这种现象的物理机制提出一种新的解释：随着掺杂浓度的提高分子间作用不可忽略,使得偶氮材料的一阶超极化率的大小发生变化,导致二次谐波强度发生变化。     

光敏蛋白LB膜的高次光学非线性研究

本文报道一种新型的光敏蛋白——细菌视紫红质LB膜,它的饱和吸收强度为0.42W/cm~2,饱和非线性折射率高达5×10~(-2)cm~2/W,非线性响应的特征时间在ms量级,我们首次在这种材料中采用简并双光束相互作用方法观察其中感应的吸收体布居光栅所产生的高次衍射,并根据简化的bR分子光循环模型(bR(570)与M(410),导出了高次衍射光强度和入射光强度之间的关系,从而进一步求得这种材料的饱和吸收强度和非线性折射率等参量。     

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     

偶氮液晶聚合物的三阶非线性光学特性

本文报道了在低功率Nd:YVO4倍频激光器连续光泵浦下用Z－扫描技术对偶氮液晶聚合物CN2的非线性光学特性研究。结果表明：CN2在532nm的激光作用下,不仅表现出显著的非线性折射率γ（约－10^-4cm^2/w),而且表现出很大的非线性吸收系数β（约40cm/W)。     

铬过渡层对银膜光学性质及附着力的影响

研究了在玻璃基底上采用不同厚度的铬膜作过渡层,对银膜的光学性质及其附着力的影响。光谱测量结果表明,随着铬膜层厚度的增加,银膜的反射率先增大后减小。与直接镀在玻璃基底上的银膜的反射率相比,铬膜层厚度为8~14nm时,银膜的反射率较低;铬膜层厚度为17~21nm时,银膜的反射率得到提高,其中铬膜厚度为17nm时,银膜的反射率最高;继续增加铬膜层的厚度,银膜的反射率又降低,说明采用一定厚度的铬膜作过渡层可以提高银膜的反射率。X射线衍射(XRD)结构分析表明,一定厚度的铬膜改善了银膜的结晶程度,使薄膜的晶粒度增大,晶界散射及缺陷减少,从而使应变减小。剥落实验证明薄膜与玻璃基底之间的附着力也得到了提高。     

菌紫质LB膜的三阶非线性光学性能的研究

在ITO导电玻璃上,制作38层Z型细菌视紫红质(bR)的LB膜;控制平均转移比在0.93以上。测量了这个LB膜的紫外-可见吸收谱。利用Z扫描技术在输出飞秒激光,波长为400nm和800nm处对菌紫质LB膜的三阶非线性光学性能进行了研究。在800nm处,它的三阶非线性光学极化率为10-9esu,而在400nm处为10-8esu。这表明菌紫质LB膜在非线性光学器件方面具有潜在的应用前景。     

A Ferroelectric Nonlinear Optical Crystal for Deep-UV Quasi-Phase-Matching

Phase matching is indispensable for high efficiency of second-order nonlinear optical (NLO) crystals. Thousands of these crystals rely on birefringence phase matching, whereas only a few of them are quasi-phase matching without the restriction of birefringence. Herein, using oriented seeds inch-sized LiNH₄SO₄ (LAS) single crystals are successfully grown. LAS is NLO-active with a very short deep-UV absorption edge of 171 nm and high laser damage threshold up to 1.47 GW cm⁻² at 1064 nm, 10 ns, but its birefringence is merely 0.0078@532 nm, which is too small to realize birefringence phase matching in deep-UV region. Fortunately, P−E hysteresis loop, variable-temperature NLO tests, and ferroelectric domain observations confirm that LAS is ferroelectric. Furthermore, LAS exhibits small refractive index dispersion resulting in a relatively long periodic length of 1.4 µm and its single domain structure can be easily obtained by electrical poling. These attributes make LAS a scarce NLO candidate for deep-UV quasi-phase matching. This work highlights the longly overlooked potential of sulfates and provides new opportunities for deep-UV NLO materials.     

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。     

膜厚对氧化钒薄膜结构和光学性质的影响

利用真空热蒸发在石英基片上制备了不同厚度的氧化钒薄膜, 研究厚度对薄膜的结构、形貌和光学特性的影响。薄膜的结构由X射线衍射(XRD)仪和拉曼(Raman)光谱仪测得, 表面形貌用原子力显微镜(AFM)观测。利用分光光度计测量薄膜的光学透射率, 并且采用Forouhi-Bloomer模型与修正的德鲁德(Drude)自由电子模型相结合的方法拟合透射率来确定薄膜的折射率、消光系数和带隙。结果表明, 热蒸发的氧化钒薄膜呈非晶态, 薄膜的主要成分为五氧化二钒, 且含有少量的二氧化钒。薄膜表面的颗粒粘结在一起, 随着薄膜厚度的增加, 薄膜表面粗糙度以及颗粒尺寸变小, 膜层表面平整度越来越好, 颗粒之间的空隙变小, 导致折射率随膜厚的增加而增大, 消光系数减小。另外, 随着薄膜厚度从200 nm增加到450 nm, 光学带隙从2.67 eV减小到2.45 eV。     

Sb∶SnO2/SiO2纳米复合薄膜的光学及气敏特性

采用溶胶 凝胶 (sol gel)工艺制备了Sb∶SnO2 /SiO2 复合膜。通过原子力显微镜 (AFM )观察了薄膜样品的表面形貌 ,利用紫外 可见光谱 ,p 偏振光反射比角谱研究了复合薄膜的光学特性。结果表明 ,薄膜中的晶粒具有纳米尺寸 (～ 35nm)的大小 ,比表面积大 ,孔隙率高 ;薄膜的透光率高 ,可见光波段近 95 % ;其光学禁带宽度约 3 6 7eV。因此Sb∶SnO2 /SiO2 纳米复合膜可作为气敏薄膜的理想选择。通过对三种不同的气体C3 H8,C2 H5OH及NH3气敏特性的测试表明 ,Sb掺杂大大提高了SnO2 薄膜对C2 H5OH的灵敏度 ,纳米Sb∶SnO2 /SiO2 复合膜的气敏灵敏度高于纯SnO2 薄膜及Sb掺杂的SnO2 薄膜