几种新型吡啶类染料的双光子上转换性能研究

论文摘要

双光子吸收过程是一个分子或原子通过中间虚态同时吸收两个光子从而产生从基态到激发态跃迁的量子过程。由于其具有高度的空间选择性、良好的介质穿透性和独特的量子选择定则，使得双光子吸收现象在很多应用技术方面具有潜在的实用价值，如使用双光子吸收技术的上转换激光器、光限幅、三维微加工、光动力学诊疗、光存储、双光子光谱学和双光子荧光成像等。而有机强双光子吸收染料因其优秀的双光子吸收性能获得了广泛的重视并开创了一个崭新的研究领域。自二十世纪八十年代以来，随着材料研究的不断进步，大量具有优秀三阶非线性光学性能的有机生色团先后被各研究组发现。在研究这些有机材料的结构与性能关系的过程中，人们通过大量的实验测试，探索出了一些具有重要价值的设计强双光子吸收有机材料的经验和规律。在这些规律的指导下，强双光子吸收材料的分子的结构被不断优化，其双光子吸收截面被不断提高。由于强双光子吸收材料广泛的应用前景和实用价值，我们可以预计，具有优秀双光子吸收性能的有机材料的合成和性能表征将会是今后一段时期内新材料探索领域的研究热点之一。 目前，强双光子上转换染料的研究主要集中在基于二苯乙烯骨架的各类有机染料上，其本身优秀的分子平面性和多样化的电子取代基团使得人们可以方便地改变这类有机染料的分子结构，从而不断优化其双光子吸收性能。但文献中报道的强双光子上转换染料多为简单的甲基毗啶盐，对于其他改进型具有上转换激射能力的染料，则极少见报道。我们课题组在前人研究的基础上，进一步优化和拓展了吡啶类强双光子上转换染料的研究范围，即在简单甲基吡啶盐上转换染料的研究基础上，分别采用优化电子受体、选择对上转换性能有利的配阴离子、和有机无机复合的合成手段获得了三种新型的具有优秀强双光子吸收性能的吡啶类染料，即改进型吡啶盐、稀土配合物和过渡金

论文目录

• 目录
• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 双光子吸收的基本概念
• 1.2 双光子吸收的特点和应用前景
• 1.3 双光子吸收染料的能级结构
• 1.4 双光子吸收染料的历史及现状
• 1.5 本文所讨论染料的结构特点
• 1.6 论文的研究目的和内容
• 参考文献
• 第二章 染料的线性光学性质
• 2.1 强双光子上转换染料简介
• 2.2 线性吸收谱和单光子荧光谱的关系
• 2.3 吡啶盐类染料的线性吸收性质
• 2.4 吡啶盐类染料的单光子荧光
• 2.5 稀土配合物类染料的线性吸收性质
• 2.6 稀土配合物类染料的单光子荧光
• 2.7 过渡金属配合物类染料的线性吸收性质
• 2.8 过渡金属配合物类染料的单光子荧光
• 2.9 溶剂对染料线性光学性能的影响
• 2.10 本章小结
• 参考文献
• 第三章 染料的双光子荧光性质
• 3.1 染料双光子荧光性能的测试
• 3.2 吡啶盐类染料的双光子荧光性能
• 3.3 稀土配合物类染料的双光子荧光性能
• 3.4 过渡金属配合物类染料的双光子荧光性能
• 3.5 溶剂对染料双光子荧光性能的影响
• 3.6 本章小结
• 参考文献
• 第四章 染料的上转换激射性质
• 4.1 染料上转换激射的基本特征
• 4.2 吡啶盐类染料的上转换激射性能
• 4.3 稀土配合物类染料的上转换激射性能
• 4.4 溶剂对染料上转换激射性能的影响
• 4.5 本章小结
• 参考文献
• 第五章 染料的双光子吸收截面
• 5.1 染料双光子吸收截面的测试
• 5.2 吡啶盐类染料的双光子吸收截面
• 5.3 稀土配合物类染料的双光子吸收截面
• 5.4 过渡金属配合物类染料的双光子吸收截面
• 5.5 本章小结
• 参考文献
• 第六章 染料的光限幅性能
• 6.1 光限幅器的分类及发展
• 6.2 吸收型限幅器的工作原理
• 6.3 染料的光限幅性能测试
• 6.4 本章小结
• 参考文献
• 第七章 全文总结
• 7.1 主要结论和规律
• 7.2 论文的主要创新点
• 7.3 有待深入研究的问题
• 附录Ⅰ 部分染料的结构式和名称
• 附录Ⅱ 部分染料的实验数据
• 致谢
• 攻读博士学位期间发表的文章和所获奖励
• 学位论文评阅及答辩情况表