新型萘酞菁化合物的反饱和吸收和光限幅特性研究

报道了四溴代萘酞菁铜的反饱和吸收和光限幅特性.通过对比研究,分析了金属原子和溴原子的引入对激发态光物理特性的影响.溴取代萘酞菁铜的光限幅性能优于萘酞菁铜和富勒烯.     

酞菁类光限幅功能材料

酞菁及其衍生物是一类能在相当宽的紫外可见吸收光谱范围内通过激发态吸收过程限制纳秒激光脉冲强度的理想光限幅材料之一,可以保护人眼、光学仪器、传感器等免受激光损伤.由于酞菁分子结构的灵活性,可以在很大程度上通过结构设计或修饰来调节其光限幅响应能力.对酞菁进行轴向取代修饰能有效地防止材料聚集行为,增强材料的非线性光学和光限幅能力.这类酞菁的纳秒非线性吸收和光限幅行为主要取决于电子吸收谱中位于Q-带和B-带之间的激发态吸收性能.着重介绍了近年来基于可溶性轴向和侧基取代的酞菁及其衍生物的光限幅功能材料研究的最新进展.     

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)     

新型金属铟酞菁酯的光学非线性和光限幅特性

文中介绍了一种新型金属铟酞菁酯化合物的合成方法。为了研究该化合物的非线性光学性质,在532 nm波长下,分别使用皮秒和纳秒脉冲对样品进行了Z扫描测试。实验结果表明该样品在皮秒和纳秒时域都有很强的反饱和吸收以及非线性正折射。对Z扫描实验数据进行数值模拟分别得到样品在皮秒和纳秒脉冲作用下等效的三阶非线性吸收系数和三阶折射率:ps=4.110-11m/W,ps=4.510-19m2/W 以及ps=5.110-9m/W,ps=1.510-16m2/W。分析讨论了激发态能及对该化合物非线性光学性质的影响,并使用纳秒脉冲激光对样品进行了光限幅测试,在T/T0=0.5时,阈值为2.0J/cm2,实验结果表明该样品拥有良好的光限幅性能。     

金属团簇化合物的结构及光限幅特性

简单回顾了非线性光学材料研究的发展历程。详细地介绍了金属团簇化合物的基本结构、非线性光学特性及光限幅特性。     

新型金属团簇化合物光限幅特性实验研究

研究了平面开式五核金属团簇化合物[WOS4Cu4I2(py)6]对532nm激光的光限幅特性,并与同等条件下的富勒烯比较,其光限幅特性优于富勒烯。利用Z-scan技术研究表明,该团簇化合物光限幅的主要非线性光学机制为激发态吸收。     

烷氧基酞菁铅类反饱和吸收化合物的制备及性质研究

合成了三种烷氧基取代的金属酞菁铅，利用元素分析、红外光谱、核磁共振氢谱(HNMR)等方法，验证了化合物的分子结构。将它们分别掺入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中，制备出具有非线性光学性质的复合材料。测试了它们在甲基丙烯酸甲酯中的可见光谱(200～800nm)。用波长为532nm的YAG倍频调Q脉冲激光以8ns的脉冲速率测试复合材料的反饱和吸收的光限幅特性，使用现象学的方法对它们的光限幅现象进行了拟合。拟合结果与实验结果基本一致。三种化合物中叔丁烷氧基酞菁铅反饱和吸收效果最好，这是由于短支链基团有利于酞菁环自身结构的共轭性提高，并能够阻止酞菁分子间发生低聚。     

富勒烯的功率光限幅特性

应用时间分辨技术研究了富勒烯溶液的激发态吸收瞬态功率光限幅特性,在实验条件下,其功率光限幅的开关速度约为5 ns.     

富勒烯衍生物的超快光限幅特性研究

应用倍频Ｎｄ：ＹＡＧ脉冲激光，在波长为５３２ｎｍ，脉冲宽庶２３ｐｓ的条件下，研究了面式和径式－「双（１，２－二本基膦基）－２」（三羰基）（η＾２－Ｃ６０）铬（ｆａｃ－ａｎｄ ｍｅｒ－「ｂｉｓ（１，２－ｄｉｐｈｅｎｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｏ）ｅｔｈａｎｅ」（ｔｒｉｃａｒｂｏｎｙｌ）η＾２－ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ－Ｃ６０）ｃｈｒｏｍｉｕｍ）的光限幅特性。并应用单重态激发态吸收理论对实验结果进行了分析，实验结果     

酞菁染料薄膜的光存贮特性

本文研究了酞菁分子结构与光存贮性能的关系，给出作用在酞菁薄膜上的激光功率和辐照时间，其阈值随酞菁分子侧链的增长而增加的特性。     

CS2宽带光限幅和非线性吸收特性研究

利用ns脉冲激光,研究了CS2在420-470nm波长范围内的非线性吸收和光限幅特性。实验结果表明,CS2对420-450nm波长的脉冲激光具有大的非线性吸收和优良的光限幅性能,随着波长的增加,其非线性吸收和光限幅性能逐渐减小;CS2良好的宽带光限幅性能源于其大的非线性吸收,其非线性吸收机制为双光子吸收（TPA）以及由TPA诱导的激发态吸收（ESA）。     

C_（60）对ps光脉冲的限幅效应

研究了Ｃ６０甲苯溶液对ｐｓ光脉冲的限幅效应，证明了光限幅效应是单重态激发态吸收的结果；同三重态激发态吸收光限幅效应相比，单重态激发态吸收光限幅具有限幅能量低、响应速度快等优点。实验结果与理论拟合结果基本符合。     

聚丁二炔光限幅材料

研究了５－（２－硫甲基－４－甲基－５－嘧啶基）－２，４－戊二炔－１－醇对甲苯磺酸酯（ＰＤＡＴＳ）的光限幅性能。与现有的光限幅材料相比，这种材料具有线性透射率高、限幅幅值和限幅阈值低等优点，在线性透过率为８７％时．其限幅幅值和限幅阈值分别为Ｅｃ＝１８０ｍＪ／ｃｍ２，Ｅｔｈ＝１５０ｍＪ／ｃｍ２     

C_（60）在微孔玻璃中的渗透及光限制效应的研究

报道了以甲苯作为溶剂，把Ｃ６０渗透到微孔石英玻璃中的制备过程，测定了去除溶剂甲苯之后含Ｃ６０微孔玻璃的吸收谱，采用调Ｑ１０ｎｓ脉冲ＹＡＧ倍频光（５３２ｎｍ）观测并研究了这种复合材料的反饱和吸收特性及光限制效应与此激光波长的依赖关系。上述材料的抗激光损伤阈值达９Ｊ／ｃｍ２     

C_(60)水溶胶的反饱和吸收与光限制效应

本文首次报道了C60水溶胶反饱和吸收和光限制效应的实验研究结果。利用532nm；15ns激光研究此样品的激光透过特性，观测到反饱和吸收过程，即实现了光限制效应。与C60苯溶液相比有较好的光限制效应。     

基于单光子吸收的PDA光限幅效应

采用调ＱＮｄＹＡＧ脉冲激光照射ＰＤＡＢＳ－１／ＣＣｌ３，ＨＤＡＢＳ－１／ＣＣｌ３溶液，研究了此类衍生物对皮秒、纳秒脉冲的光限幅效应，证实了该光限幅效应是单光子吸收的结果。     

两种无机巢形金属团簇的非线性吸收及光限幅特性研究

用 5 32nm ,8ns激光脉冲系统研究了两种巢形金属团簇非线性吸收和光限幅特性。Z 扫描和光限幅的实验结果表明 ,团簇的非线性吸收和光限幅特性强烈依赖于重金属原子。根据有效激发态吸收理论分析了光限幅机理