新型有机/无机复合非线性光学材料制备与表征

以γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)作中间体,用溶胶-凝胶法合成了含对硝基偶氮苯胺(DO3)生色团的新型键合型有机/无机复合非线性光学(NLO)材料,并通过FTIR,1H-NMR,UV-Vis,DSC等方法对此键合型聚合物膜的制备过程和NLO性质进行了表征.研究结果表明,有机生色团与无机SiO2网络的化学键合能有效地抑制NLO生色团的极化松弛,使制备的NLO材料具有较好的取向稳定性.二次谐波信号(SHG)测量也表明,该键合型聚合物膜的二阶非线性光学系数(d33)值可达5.79×10-7esu;NLO稳定性也较好,在室温下放置90 d,其d33值能维持初始值的93.5%;在100℃下放置300 min后,其d33值仍能维持初始值的60%.     

光引发制备互穿聚合物网络及其二阶非线性光学性能

合成了一种含生色团的环氧单体,将它与酚醛缩水甘油醚和双环氧丙烯酸酯及光引发剂溶解在一起后涂膜,用UV光照固化,同时在高压电场下极化,得到了一种极化互穿聚合物网络.该体系二阶非线性光学系数d33值为9.4×10-8esu,d33热稳定性良好.     

聚(2,5-二丁氧基)对苯乙炔的制备及其光电性能

通过双醚化反应,氯甲基化反应以及在强碱性条件下进行的脱氯化氢反应,制备出新型光电功能材料聚(2,5 二丁氧基)对苯乙炔(PDBOPV).利用紫外 可见吸收光谱对其进行了结构表征.研究表明,PDBOPV在310nm和520nm处分别出现苯环和亚乙烯基中的不饱和CC双键的π π 电子跃迁.将I2、Br2、FeCl3和H2SO4作为掺杂剂,对PDBOPV进行掺杂反应,得到了电导率分别为52 6、27 3、38 4和6 1S/cm的掺杂态PDBOPV.采用简并四波混频方法研究了其三阶非线性光学性质,发现PDBOPV具有大的三阶非线性光学效应,在1064nm下的非共振三阶非线性极化率和532nm下的共振三阶非线性极化率分别为1 6×10-11esu和7 2×10-10esu.     

N,N'-二[2(1-乙酰基丙烯)]乙二胺合镍的共振三阶非线性光学特性

用Z扫描技术研究了一种新的镍单核配合物(N, N'-二[2(1-乙酰基丙烯)]乙二胺合镍)的三阶非线性光学性质,测得其二氯甲烷溶液(1×10-3mol/l)在488.0nm波长激光激发下的非线性折射率系数n2为2.36×10-4 esu,共振三阶非线性极化率为2.67×10-5 esu ,同时测量了这种材料的光限幅特性 .     

芳香族有机物萘和蒽的非线性光学特性研究

采用波长为532nm、脉宽为35ps、重复频率为10Hz的Nd∶YAG锁模脉冲激光,运用前向简并四波混频技术研究芳香族有机物萘和蒽的三阶非线性光学特性,并探讨它们的非线性形成机制。结果测得萘和蒽的非线性折射率分别为3.50×10-10esu和4.45×10-10esu,响应时间分别为24.7ps和21.4ps。强场下的光克尔效应是萘和蒽产生非线性的主要机制。     

5, 15-二(五氟苯基)-10-(2-氨基苯基)金属咔咯的二阶非线性光学性质

运用密度泛函理论(DFT)研究了5, 15-二(五氟苯基)-10-(2-氨基苯基)咔咯(F₁₀Cor)及其金属(Mn、Cu、Ga)配位化合物的几何结构、电子吸收光谱和二阶非线性光学(NLO)性质.利用态求和的方法在CAM-B3LYP/aug-cc-pVDZ水平计算了咔咯配位化合物的二阶NLO系数(β₀).计算结果表明:F₁₀Cor及配位化合物的静态二阶NLO系数β₀的大小顺序为F₁₀CorCu(57.75×10-30 esu)、F₁₀Cor(37.92×10-30 esu)、F₁₀CorMn(27.10×10-30 esu)、F₁₀CorGa(20.00×10-30 esu),这些咔咯配位化合物的二阶非线性光学响应主要源自于β_y分量的贡献. F₁₀CorCu的二阶NLO响应主要来源于β-HOMO-1→β-LUMO轨道跃迁,表现为2-氨基苯基与咔咯大环之间的配体内电荷转移(ILCT)跃迁.动态第一超极化率计算结果表明,在波长为1 907 nm入射光照下,F₁₀Cor及金属配位化合物均未表现出强的色散效应,其动态二阶NLO系数(β_{1 907 nm})约为静态值β₀的2倍,顺序为F₁₀CorCu(103.94×10-30 esu)、F₁₀Cor (60.60×10-30 esu)、F₁₀CorMn(48.75×10-30 esu)、F₁₀CorGa(34.39×10-30 esu).     

非线性光学介质中光束自作用效应测量非线性折射率n_2的新方法(英文)

本文报道了利用连续激光在非线性介质中发生自作用情况下,远场光斑中心光强与样品介介空间位置的关系曲线测定非线性折射率的新方法。用此法测量了茉莉花茶酒精溶液这一新的非线性介质n_2值,给出了n_2=-(1.5±0.3)×10~(-5)esu.,比CS_2的相应值大10~6倍。     

用飞秒光克尔方法测量镶嵌在PVA膜的SnO2纳米晶簇的三阶光学非线性

报道了用飞秒光克尔实验系统测量镶嵌在聚乙烯醇(PVA)薄膜的二氧化锡(SnO2)纳米晶簇的光学非线性的实验结果,平均粒径为10nm和2～3nm的SnO2晶簇的三阶非线性极化率χ(3)分别为4.301×10-14和1.728×10-13esu,并对其原因进行了分析.实验还表明SnO2/PVA薄膜的光学响应是很快的,为50fs.由于聚乙烯醇薄膜的性能稳定,易于生产,上述结果显示它可能成为制作光器件的优良基质.     

一种可用于二阶非线性光学材料的新型对硝基酚水合物的晶体结构

合成了标题化合物水合对硝基酚C6H5NO3·1.5H2O,用X-射线单晶衍射法测定了该化合物的晶体结构.结果表明,晶体属单斜晶系,C2空间群,α=21.198(11),b=3.674 7(19),c=10.376(6)×10-10m,β=117.164(7)°,V=719.1(7)× 10-30 m3,Z=4,Dc=1.535 g/cm3,F(000)=348,λ(MoKα)=0.710 73 × 10-10m,μ=0.133mm-1.收集2 031个独立衍射点,其中可观测衍射点1 344个[I＞2σ(I)].最终偏离因子R=0.054 6,wR=0.1247.标题化合物非中心对称的晶体结构和良好的共轭分子结构符合二阶非线性光学(NLO)材料的结构要求,为我们设计有效的非中心对称的NLO材料提供了一种新的方法.     

酞菁铜薄膜的飞秒z-扫描研究

研究了酞菁铜薄膜的吸收光谱和飞秒三阶非线性光学极化率 χ( 3 ) .酞菁铜薄膜吸收光谱Q带的分裂是由于分子间相互作用导致酞菁的大π电子环产生畸变 ,从而使eg(LUMO)轨道的二重简并度解除 .分别采用钛宝石激光器的振荡级和放大级输出 ,用z 扫描方法测量了酞菁铜的三阶非线性光学极化率 .用激光器振荡级测量的 χ( 3 ) 值为 - 4 3× 10 -7esu ,而用激光器放大级测量的结果为 2 6 2× 10 -11esu ,前者比后者大 4个量级 .酞菁铜薄膜对激光束的吸收以及振荡级激光脉冲的高重复频率表明振荡级测量的结果主要来自热致透镜效应的贡献 ,而采用低重复频率的放大级测量得到的值才真正反映酞菁铜薄膜的本征三阶非线性光学特性     

3阶非线性光学材料的研究进展及其展望

综述了3阶非线性光学材料的研究进展,重点阐述了有机及无机物质的3阶非线性光学性质及其应用,最后就3阶非线性光学材料的研究及应用前景和方向进行展望.     

7-羟基-4-甲基香豆素的二阶NLO性质对晶体结构的依赖性

研究了7种香豆素衍生物的二阶非线性光学性质，在理论和实验上分析了7-羟基4-甲基香豆素的二阶非线性光学性质对晶体结构的依赖性，表明这是一类热稳定性高、透光性好的化合物，分子在晶体中的趋向对二阶非线性光学响应有重要影响，改良其晶体结构是提高这类材料综合性能的主要手段．     

Molecular design of new chromophores for high performance poled polymers

Based on the principles of molecular engineering, a series of new chromophores with high second-or der nonlinear optical(NLO)activities have been designed for achieving a trade-off of the nonlinearity-transparency-ther mal stability. The NLO properties of these chromophores have been investigated theoretically by employing the AMI/Fi nite Field approach. It is found that the calculated μβ0 values of some designed chromophores can reach the magnitude of 10-45 esu, and the highest decomposition temperature Td can be as high as 377℃, the highest glass transition tem perature Ts of their donor-embedded addition-type polyimides can be as high as 324℃.     

晶体二阶有效非线性系数在全卦限中的对称性

从分析二阶有效非线性系数公式入手，针对各类单轴、双轴晶体，讨论了其二阶有效非线性系数在其折射率主轴坐标系八个封限中的变化情况，给出了相应的对称性结果。为寻求晶体中的最佳相位匹配方向提供了理论依据。     

无对称中心晶体中直接和级联三倍频效应

考察了无对称中心晶体中三倍频（ＴＨＧ）实验所得的三次谐波信号的来源：直接三倍频和级联效应。给出了在实验中区分这两种效应所产生的ＴＨ信号的方法，这有利于利用ＴＨＧ实验来测量晶体的有效三阶三线性系数分量值。     

有机共轭分子的结构和二阶非线性光学活性

化合物的二阶非线性光学活性与其分子结构关系密切。本文分析了具有非线性光学性质的有机共轭分子的基本结构类型,总结了分子结构、共轭链链长、取代基的电子性质、颜色效应等因素对有机共轭分子二阶非线性光学性质的影响。分析了有机二阶非线性光学材料研究的现状及发展趋势。     

循环伏安法测定聚苯并咪唑膜电解质甲醇透过率

研究建立了电化学循环伏安法(CV)测定磷酸掺杂聚苯并咪唑(PBI)膜甲醇透过率的方法.以磷酸溶液为电解质,在扫描电压范围-0.2~1.2 V和扫描速度100 m V/s的条件下测试了不同磷酸掺杂水平PBI膜的甲醇透过率.研究表明,根据膜样品酸掺杂水平选择磷酸电解质溶液的浓度可使待测PBI膜的酸掺杂水平在测定过程中保持不变,进而保障结果的准确性和可靠性;与纯PBI膜的甲醇透过率(1.34×10-8cm2/s)相比,磷酸掺杂PBI膜的甲醇透过率有所增加,当PBI膜的酸掺杂水平为2.5~3.2时,膜的甲醇透过率为3.2×10-8~14×10-8cm2/s.