CuInS2纳米晶的制备及三阶非线性光学性质的研究

以无水醋酸铜(Cu(AC)2)为铜源,氯化铟(InCl3)为铟源,正十二硫醇(DDT)为硫源,1-十八稀(ODE)为溶剂在240℃条件下反应3h,合成了金字塔形的CuInS2纳米晶。用X射线粉末衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS),透射电子显微镜(TEM),能量分散光谱(EDS),Z-Scan技术对粉体的结构、形貌、相组成、三阶非线性光学特性进行表征。结果表明:通过一锅法可以合成单分散颗粒尺寸为5-7nm的金字塔形CuInS2纳米晶;分散在正己烷中的CuInS2纳米晶的三阶光学非线性折射率γ,三阶光学非线性吸收系数β以及三阶光学非线性极化率χ(3)分别为3.444×10-17m2/W,4.526×10-7m/W和1.390×10-8esu。     

1-苯基偶氮-2-萘酚和1-(2-硝基苯基偶氮)-2-萘酚的合成及光谱研究

以苯胺和邻硝基苯胺为原料,分别与2-萘酚发生重氮偶氮反应制得两个偶氮化合物(1：1-苯基偶氮-2-萘酚和2：1-(2-硝基苯基偶氮)-2-萘酚),用红外光谱表征其结构,并通过紫外光谱对化合物的光谱性质进行了研究。实验结果表明两个化合物均具有较大的摩尔吸光系数(1：ε_478nm = 1.49 × 10⁴ L/mol·cm;2：ε_329nm = 1.32 × 10⁴ L/mol·cm),在溶液pH小于10时紫外光谱基本不变,在强碱性范围内紫外谱图有变化,表现出一定的酸碱变色性。     

Z扫描方法测量70GeS2-20Sb2S3-10CsCl玻璃三阶非线性研究

采用熔融-急冷法制备了组成为70GeS2-20Sb2S3-10CsCl(摩尔比,下同)硫卤玻璃,测试了样品从可见到中远红外的透过性能以及折射率参数,根据Z扫描测试原理用钛宝石飞秒激光器测试了样品的三阶非线性特性随波长变化的特性.结果表明非线性折射率n2和非线性吸收系数β随着波长的增加而降低,样品在850 nm处的非线性折射率n2=0.94×10-11esu,非线性吸收系数β=0.51 cm/GW.     

Ge27In8S65玻璃的超快三阶非线性光学性质研究

根据传统的熔融淬冷技术制备了Ge27In8S65硫系玻璃样品。根据该玻璃的可见-近红外光谱知,其可见截止波长为560 nm。由椭偏仪测得该玻璃在820 nm处的折射率为2.21。利用超快飞秒时间分辨光克尔门技术表征了Ge27In8S65玻璃在820 nm处的超快三阶非线性光学性质。根据同一试验条件下与标样(CS2)克尔信号强度比IS/IR(0.96)可推算出Ge27In8S65玻璃三阶非线性极化率χ(3)的大小为1.9×10-13esu;根据Ge27In8S65玻璃克尔响应曲线轮廓可知其超快非线性响应过程基本上是瞬时的,主要由玻璃微结构基团电子云的扭曲所产生。     

用Z扫描方法测试Bi2O3-B2O3-SiO2玻璃的三阶非线性光学性质

用高温熔融法制备了x Bi2O3-20B2O3-(80-x)SiO2(Bx,x=60 mol%、65 mol%、70 mol%)系列玻璃,借助钛宝石飞秒激光器采用Z扫描方法测试了样品的三阶非线性光学特性.测得样品B70在780 nm处的三阶非线性折射率n2和非线性吸收系数β分别为n2=6.017×10-12 esu和β= 0.366 cm/GW,样品为自聚焦材料.该样品的吸收相移和折射相移的比值K为0.19(K＜1),表明该样品可作为光限幅候选材料.     

新型有机非线性光学材料的制备及性能研究

合成了一种新型含呋喃共轭桥的有机二阶非线性光学生色团分子,用IR、1H-NMR和元素分析表征了其结构。热失重分析(TGA)结果表明,化合物的热分解温度为272℃。利用溶致变色法对材料的超极化率μβ值进行了测量,在1 064 nm激光波长下,材料的μgβ值达24 898×10-48esu。将材料作为客体掺杂于聚砜(PSU)中,用旋涂成膜法制成薄膜,对薄膜进行电晕极化后用二次谐波法(SHG)测量其二阶非线性光学系数d33,在激光基频波长为1 064 nm时,测得d33=70 pm/V。     

不同偶氮基取代酞菁化合物的合成及性质研究

通过较为简便的方法,以邻苯二甲酸酐和尿素为起始原料五步法合成了三种偶氮基取代酞菁.包括2,9,16,23-四-(4-N,N-二甲胺基苯偶氮基)酞菁钴(Ⅱ)、2,9,16,23-四-(2,5-二羟基苯偶氮基)酞菁钴(Ⅱ)和2,9,16,23-四-(4-羟基苯偶氮基)酞菁钴(Ⅱ),对产物进行IR、UV-vis光谱测定和表征以及热重分析,对比了四种化合物谱学性质和热稳定性,结果表明:偶氮基取代酞菁与无取代酞菁相比,Q带最大吸收波长发生不同程度的红移,偶氮基取代酞菁钴比无取代的酞菁钴热稳定性要好.     

PVA/TEOS/GA杂化阴离子交换膜的制备与性能

以正硅酸乙酯(TEOS)/戊二醛(GA)交联杂化改性聚乙烯醇(PVA)膜作为碱性直接乙醇燃料电池(ADEFC)的阴离子交换膜,对不同配比下的PVA/TEOS/GA杂化膜的溶胀率、含水率、乙醇渗透率及电导率进行了考察分析.结果表明:杂化膜的含水率、溶胀率和乙醇渗透率随SiO2含量的增加而减小;在室温条件下,SiO2质量分数为10%的杂化膜具有较小的溶胀率,为102%,乙醇渗透率为1.222×10-8cm2/s,电导率可达到6.883×10-3S/cm.     

不同下电极对Sol-Gel LiTaO3薄膜性能的影响

用醇盐制备了钽酸锂(LiTaO3)溶胶,分别在Pt、ITO、TiN衬底上旋转涂胶成膜.经快速热退火后,用X射线衍射(XRD)测试了膜的结晶取向,用PLC-100铁电材料分析仪测试膜的铁电特性,用TH2818测试薄膜的介电常数及损耗.结果表明,3种衬底上制备出的薄膜在650℃均可达到充分结晶,薄膜的相对介电常数约160;在10 V时,Pt、ITO、TiN下电极上的剩余极化强度分别为8.42,5.21和5.76μC/cm2;在5V时的漏电分别为2.71×10-7,9.24×10-7和2.19×10-7A/cm2;介电损耗分别为0.02,0.18和0.31.讨论了衬底对薄膜性能影响的原因.     

无机化合物RuCl2(depe)2光学非线性研究

应用倍频NdYAG脉冲激光,在波长为532nm,脉冲宽度为8ns的条件下,运用Z-扫描技术研究了无机化合物反二氯[1,2-二(二乙基膦)乙基]钌(RuCl2(depe)2)的三阶非线性光学特性.实验测得RuCl2(depe)2材料的非线性折射率n2的值为5.99×10-11(esu).     

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。     

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。     

基于自发拉曼散射线成像的光学诊断系统开发

开发了一套基于激光自发拉曼散射线成像的光学诊断系统。设计了一种具有2级串联光学环腔的激光脉冲展宽外整形光路,将激光能量为400mJ、峰值功率为0.4GW和半高宽为6.5ns的尖脉冲变为120mJ、小于0.02GW、大于35ns的宽低脉冲,有效地避免了气体裂解、光学元件和石英窗口损坏及可燃气体点燃等现象的发生,提高了弱的拉曼散射信噪比。设计的扩束器和缩束器可以将8mm直径的原始激光在10m后的激发区内形成1mm直径的平行激发光源。设计了一套组合消色差透镜组,可以最大限度地将66mm长的散射光束缩小10倍变为6.6mm高的实像,与ICCD的最大纵向高度匹配。使用ICCD内配的DDGTM实现了激光器与ICCD之间的时序同步。通过多通道气体拉曼光谱实验验证了该系统的实用性。该系统可应用在光学发动机中混合气浓度场和温度场的定量测定。     

气体自发拉曼系统激光脉冲外整形光路

设计了一种多级光学环腔串联的激光脉冲外整形光路。在气体自发拉曼散射激发系统中,有效地避免了在强激光脉冲功率密度条件下所造成的气体裂解、石英玻璃窗口损坏及可燃气体点燃等现象的发生,可大幅度提高弱的气体拉曼信号的信噪比。通过数值模拟优化设计,第一腔的延迟时间为原始激光的脉宽半高宽(FWHM),各腔间的延迟时间比是2的倍数,分束镜的分束比为30%～50%。使用两个光学环腔,可以将脉宽为6.5ns、能量为400mJ原激光展宽整形到35ns,激光峰值功率降低了20%左右,并小于0.02GW。在混合气体样池中完成了基于激光拉曼光谱定量的浓度测量。该技术可进一步应用在光学发动机中混合气浓度和温度场的定量测定。     

Optical waveguide and nonlinear properties of Bi<Subscript>3</Subscript>NdTi<Subscript>3</Subscript>O<Subscript>12</Subscript> thin films

Neodymium-substituted bismuth titanate (Bi₃NdTi₃O₁₂, BNT) thin films were prepared on quartz substrates by a metal-organic solution deposition process. The crystalline structure was evaluated by X-ray diffraction. Waveguide property was investigated by using prism coupling technique and optical transmittance measurement. The optical nonlinearities of the film were measured by the top-hat Z-scan techniques and a large positive nonlinear refractive index, nonlinear refractive coefficient and two-photon absorption coefficient were determined to be 3.84 × 10⁻⁷ esu, 0.7523 cm²/GW and 4.81 × 10⁴ cm/GW, respectively. These results reveal that the BNT film may be a kind of new multifunctional materials.     

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。     

LiAl0.05Mn1.95O4正极材料锂离子嵌脱动力学研究

采用超声辅助溶胶凝胶法成功制备了LiAl0.05Mn1.95O4正极材料,并利用循环伏安和电化学阻抗谱研究了不同合成方法对LiAl0.05Mn1.95O4正极材料锂离子嵌脱动力学的影响.结果表明:超声辅助溶胶凝胶法制备的尖晶石材料具有更好的可逆性和最小的电荷转移电阻;LiMn2O4(sol-gel)、LiAl0.05Mn1.95O4(sol-gel)和LiAl0.05Mn1.95O4(UASG)的交换电流密度分别为2.57×10-2、4.16×10-2、5.08×10-2mA.cm-2,固相锂离子扩散系数分别为3.27×10-10、4.94×10-10、6.91×10-10cm2.s-1,表明超声辅助溶胶凝胶法制备的样品具有较好的锂离子嵌脱动力学.     

Nd^3＋：GdYCa4O（BO3）3晶体的生长与脉冲激光特性

采用提拉法生长出了尺寸为Φ20 mm×40 mm的Nd^3＋掺杂GdYCa4O（BO3）3的激光晶体。用氙灯为泵浦源,对Nd^3＋：GdYCa4O（BO3）3晶体的脉冲激光特性进行了研究。氙灯泵浦Nd^3＋：GdYCa4O（BO3）3晶体在1.06μm波段获得了1.73m J的输出,总效率为ηo=0.012%,最低能量阈值为5.03J,并对结果进行了讨论。     

咔唑保护的金纳米粒子的光限幅性质研究

利用波长为532 nm,脉宽为8 ns的激光研究了咔唑保护的金纳米粒子在二甲苯中的光限幅特性.研究表明,这种金纳米粒子具有很强的光限幅效应.利用基于米氏散射理论的模型分析了光限幅效应,实验及分析表明,强的光限幅效应是由非线性散射引起的.