MMONS高非线性光学效应的量子化学研究

随着光电技术的发展,非线性光学材料的需求将日益增加,有机倍频材料,与无机材料相比,具有非线性光学系数高,光学响应快以及损伤阀值高等优点,是近年来激光材料领域的热门研究课题之一.一般认为,非线性光学效应是由于物质受光波照射后,电子在一定方向上发生移动,产生超极化效应所引起的.有机共轭体系中,分子平面化,π电子趋于离域,往往     

有机加合物(3,5DNBA·PMAPh)非线性光学晶体的结构测定

有机晶体作为非线性光学材料的研究是80年代以来开始盛行的,由于有机非线性光学晶体比无机晶体具有较大的非线性系数,高的抗光损伤阈值,响应速度快等特点受到人们重视。目前文献报道的有机非线性晶体可分四类:1.尿素及衍生物,2.有接受电子集团π共轭体系的芳香族化合物,3.有机盐,4.金属有机化合物。文献报道目前粉末产生倍频效应的有机化合物不下一千种,而其中能生长出够测试尺寸10mm~3的单晶仅几十种。上述四     

单氟磷酸盐为深紫外非线性光学晶体探索提供新方向

<正>非线性光学晶体是一类具有重要战略价值的功能材料,可应用于红外军事对抗、激光频率转换、太赫兹光学、超高分辨光刻、医疗诊断等~([1]).其中,深紫外非线性光学晶体特指能够将激光频率转换为波长短于200nm的非线性光学晶体.自20世纪80年代起,以陈创天院士为代表的我国科学家开始了探索深紫外非线性光学材料的历程,并发现了氟硼铍酸钾KBe2BO3F2(KBBF)这一性能优良的新晶体,成功应用于Nd:YAG激光器的直接六倍频(177.3nm)激光的稳定输出.目前最高激光输出功率已经突破     

新型络合物高效非线性光学材料——CMTC晶体

利用双重基元模型和分子工程方法,研究探索出一种可用于半导体激光(LD)直接倍频的新型络合物型高效非线性光学材料——硫氰酸汞镉(CMTC)晶体.本文第1次报道采用降温法自混合溶剂中生长CMTC单晶.对该晶体的结构、光学及非线性光学性能进行了较全面的研究.在络合物材料中,CMTC首次实现了半导体激光室温下直接倍频,获毫瓦级高效蓝紫光输出.     

一种潜在的半导体激光倍频新材料——MHBA晶体

在迄今报道的高效有机非线性光学材料中,3-甲氧基-4羟基苯甲醛(化学式:C_8H_8O_3,MHBA)晶体具有最深入紫外的透光性能和大的非线性光学系数。该晶体有效的解决了有机材料普遍存在的高非线性光学效应与紫外透光性能的矛盾。MHBA晶体的粉末倍频强度30倍尿素,非线性系数d_(13)=21P_mV~(-1),紫外截止边cut-off=370nm。采用溶液降温法比较容易获得优质的大单晶体。使用我们培养的MHBA单晶体,对1.064μm的激光倍频,获得     

超快有机非线性光学分子及其介观光子器件实现

20世纪,基于非线性光学二阶效应,包括线性电光效应、二倍频等的光电信息发展对人类社会发展和生活方式起到了革命性的改变.随着光信息技术的迅速发展,需要呼唤新的非线性光学原理和方法.基于非线性光学三阶效应的新应用则成为这一研究的重点基础.本文首先回顾非线性光学研究和应用状况,介绍作者研究小组在三阶非线性光学材料研究的工作,特别重点介绍近期基于分子间电荷转移过程增强超快三阶非线性光学响应新机理实现的超快、低泵浦功率的香豆素/聚苯乙烯复合材料有机光子晶体全光开光的工作。     

有机二阶非线性光学材料综合性能的优化策略

二阶非线性光学材料在激光技术中发挥着非常重要的作用,寻找综合性能优良的有机二阶非线性光学材料一直是材料和光学领域的前沿方向.目前的研究重点主要在于合成具有高二阶非线性光学效应和取向稳定性以及低光学损耗的非线性光学高分子材料,以更好满足高性能光学器件的制作要求.近几十年来,在多种分子模型及理论计算的支持下,科学家相继开发出许多行之有效的策略和方法,在这一领域取得了多方面重要的开拓性研究进展.本文首先介绍有机二阶非线性光学材料的核心构筑单元——生色团的设计与优化,阐述了共轭桥和电子给受体的结构对其微观二阶非线性光学性质的影响;然后结合“位分离”原理和“合适间隔基团”概念,总结了有效转换生色团的微观二阶非线性光学性质到材料宏观二阶非线性光学性能的策略和方法.在此基础上,围绕此类材料中存在的“非线性-稳定性”矛盾以及“非线性-透光性”矛盾探讨了综合性能优化的策略,从多角度归纳了分子设计的基本原则与改进方案以及分子聚集结构调控的有效途径.最后,针对该材料体系在实际应用中面临的关键挑战,对该领域未来的研究发展方向进行了讨论与展望.     

有机加合物非线性光学新晶体——甘氨酸间硝基苯甲酸

有机非线性光学晶体具有二阶非线性光学系数大、光损伤阈值高和响应速度快等特点,因此受到人们的青睐。目前文献报道的有机非线性光学材料大体上分为4类:1.脲及衍生物;2.芳香族化合物;3.有机盐;4.金属有机化合物。在这几类有机非线性化合物中,除有机盐外,其它3类化合物中绝大多数仅从粉末测试中得知SHG效应,而难于生长出单晶体。     

KIO_3晶体的去孪去畴

KIO_3晶体是一种优秀的非线性光学材料,由于存在着电畴与孪晶,一直未能制作成各种非线性光学器件.关于其铁电性质已有不少研究,本文报道该晶体去孪去畴方面的研究成果。     

铌酸锂晶体中一种新的OH~-吸收带

铌酸锂(LiNbO_3)单晶和光波导在激光技术中被广泛用作电光、声光和非线性光学材料。但这类晶体中极易发生的光折变效应已成为进一步提高光电子器件性能的严重障碍。将大于4.6mol％MgO加入生长LiNbO_3晶体的一致熔化组分的熔体中,晶体抗光伤能力有成百倍的增加;而且已经判明,这一改进并不是由于光伏电流的减少,而是由于晶体光电导率的增加。     

深紫外非线性光学晶体材料:发展趋势和创新探索

随着全固态激光技术在光通讯、光加工和光存储等领域的发展,深紫外非线性光学晶体材料成为目前国内外的研究热点.深紫外(λ200 nm)非线性光学(NLO)晶体是获得全固态深紫外激光的必不可少的材料.目前仅有KBe_2BO_3F_2(KBBF)晶体能够实现Nd:YAG的直接六倍频深紫外激光(波长=177.3 nm)输出.然而,KBBF晶体存在难以克服的本征缺陷,如原料氧化铍有剧毒、晶体存在严重的层状生长习性,从而极大地制约了其商业化生产和应用进程.因此,世界各国科研机构都在积极探索发展新一代的深紫外NLO晶体材料.本文通过回顾深紫外NLO晶体的发展历程,总结近十年来该领域新材料的发展趋势,重点分析限制深紫外NLO晶体发展的主要因素,讨论目前发展深紫外NLO晶体材料的主要矛盾和解决策略,以期对未来新材料的创新探索提供借鉴.     

低温相偏硼酸钡(BBO)的发现及其对探索新型非线性光学材料的启示

1960年用红宝石(α-Al_2O_3:Cr)作为激光晶体,实现了激光运转.翌年(1961年)让红宝石激光束(694.3um)入射到石英晶体(α-SiO_2),出现了倍频(34.15um)效应,从而开辟了激光及非线性光学及其材料研究的新领域.国内外许多单位就在这个基础上开展了有关激光和非线性光学晶体的研究.     

八极结构金属有机硼聚合物非线性光学晶体材料研究进展

非线性光学材料是现代激光技术、光学通讯光子计算和动态成像等高新技术产业中重要的基础物质[1,2].目前广泛使用的非线性光学材料是以BBO(β-BaB2O4),LBO(LiB3O5),KDP(KH2PO4)和LN(LiNbO3)等为代表的     

KTP同型取代晶体的结构与性能关系

磷酸钛氧钾(KTiOPO_4,KTP)晶体是一种性能优良的非线性光学材料,它具有大的非线性光学系数与电光系数、宽的透光波段、能在较宽的温度范围内实现I,II类位相匹配、高的激光损伤阈值、热稳定性优良、能量转换效率高等优点,正因为它具有这些优良性能,从而促成了KTP晶体广泛地应用于激光倍频、和频和差频、光参量振荡与放大以及电光调制、Q开关和声光调制等技术范畴.KTP晶体通过离子交换处理,成为电光、倍频波导等集成光学的重要材料,另外,KTP薄膜材料发展很快,大有希望成为21世纪有发展前途的光子器件材料,这些优良的非线性光学性能以及其多功能用途,主要渊源于KTP晶体结构的多样性与敏感性,KTP晶体结构模型,如图1所示KTP晶体的点群为C_(2v)-mm2,空间群为C_(2v)~9-Pna2_1,晶胞参数:a=1.2823nm,b=0.6416nm,c=1.0589nm,     

富勒烯薄膜的波导Raman散射增强效应

以C_(60),C_(70)为代表的富勒烯材料,自Kr(?)tschmer等人发现其有效制备方法之后,已成为材料科学研究的热点之一,被认为在半导体、超导体、有机导体、非线性光学、金刚石薄膜合成、有机化学、医药、润滑等方面有着巨大的潜在应用价值.尤其是作为一种新型光学材料而倍受人们关注.C_(60)由于具有共轭大π电子云体系而表现出强烈的三阶非线性光学效应,使其有可能成为十分有前途的非线性光学材料,而其反饱和吸收特性则使其可以制成光限幅器件、光双稳器件和全光学开关等.本文研究了沉积于粗糙介质表面C_(60)薄膜的波导Raman散射(waveguide Raman scattering).波导Raman散射是结合集成光学和Raman散射的一种测试介质上薄膜性能的灵敏方法,文献[4]报道了C_(60)薄膜的波导Raman散射现象,但是用的光源为100mW的Ar~+激光.然而,这种较强的激光有可能破坏C_(60)膜中的分子结构诸如发生聚合反应等,从而影响其本征的Raman谱.本文报道了采用30mW的He-Ne激光为激发光源,观察到粗糙介质表面C_(60)薄膜的波导Raman散射增强效应.     

LAP单晶的介电和热释电性能研究

一、引言 L-精氨酸磷酸盐[分子式为(NH_2)_2~+CNH(CH_2)_3CH(NH_3)~+COO~-(H_2PO_4)~-·H_2O,简称LAP]是一种新近发现的优秀有机非线性光学材料,它具有非线性光学系数大,抗光伤能力强,透明波段宽,物化性能稳定等优点,特别是三倍频和四倍频有很高的转换效率,因此在红外-紫外倍频与和频领域有较高的实用价值而引人注目。由于LAP晶体的对称点群为     

C_(60)/苯胺电荷转移复合物结构和二阶非线性光学性质的研究

由于C_(60)分子具有中心对称性,故其二阶非线性光学系数β=0,但通过在碳笼和胺类分子之间形成分子间电荷转移复合物,则中心对称性被打破,二阶非线性光学性质即诱导产生.另一方面,科学工作者正在进行各种努力去设计和合成许多给体-共轭体系-受体分子,使其分子内电荷转移达到最大,从而使非线性光学系数达到最大.获得大的非线性光学     

3BaO·3B_2O_3·2GeO_2的晶体学参数及热学性质的研究

一、引言 随着激光技术的发展,寻找新型非线性光学材料的研究非常活跃。偏硼酸钡低温相(Ba_3(B_3O_6)_2或BaB_2O_4)便是一种理想的新型紫外非线性光学晶体,但它存在两种多型体。若从熔体生长出高温相单晶转变为低温相的相变过程,晶体严重开裂,无法得到完整的低温相单晶体。因此需要选择合适的助熔剂,以降低晶体的生长温度。作为系统寻找Ba_3(B_3O_6)_2助熔     

Li2BaSiSe4:一种具有显著二次倍频效应的新型复合金属硒化物

红外激光变频技术急需新型的具有优良性能的非线性光学晶体,但获得能够实现大倍频和高激光损伤阈值平衡的新型红外非线性光学晶体依然是巨大的挑战,进一步的工作仍是科研工作者的研究热点.本文通过高温溶液法将高正电性的碱金属锂,碱土金属钡以及无机半导体硅与硒熔合高温反应得到了一种新型红外非线性光学晶体Li_2Ba Si Se_4,并获得了其光学性质的实验数据.经过漫反射数据转化得到的光学带隙实验值为2.47e V,2.09μm光源下的倍频效应与商业化使用的AgGaS_2相当,约为KH2PO4(KDP)的30倍.第一性原理计算还分析了它的能带结构、态密度分布等.     

自倍频激光晶体NYAB的缺陷研究

NYAB晶体[Nd_zY_(1-z)Al_3(BO_3)_4]是一种既有较高的非线性系数,很大的受激发射截面又有优良的物理化学性能的自倍频激光晶体,它很好地把激光工作物质和非线性光学材料合为一体,具有同时输出基频光和倍频光的特性,NYAB晶体除肉眼可观察到各种不同尺寸的助熔剂及气体包裹外,还有各种亚微观和微观缺陷,而此类缺陷尚未见报道,本文首次介绍了