两种新型芴类衍生物的非线性光学特性

论文摘要

自从上世纪六十年代激光问世以来,非线性光学得到了很大的发展,它是一门介于基础和应用之间的崭新的学科。随着理论和实践研究的深入,在很多科学领域都得到了广泛的开发和应用。经过长期的理论和实践研究,在对各种非线性光学现象的本质基本弄清楚以后,人们就逐步转向寻找或合成具有特定功能的非线性光学材料的研究。而理想的非线性光学材料要求具有较大的非线性光学极化率、较小的阈值功率以及非常快的响应速度。大量的研究表明有机化合物是一种很有前途的非线性光学材料,可以合成结构中含有较强π电子共轭体系的化合物,配体与中心原子间的电子转移,大大提高了非线性极化率。探索有机化合物的特征,研究其光学特性具有非常重要的意义,可以指导我们合成更有价值的有机化合物,并能为实际应用提供有益帮助。本文的工作主要研究了新合成的两种具有分子对称性的芴类衍生物4-2（-7-（4-氨基苯乙烯基）-9,9-二（2-乙基已基）-9H-芴-2-）乙烯基)苯胺（BASF）和2,7-二（4-甲氧基苯乙烯基）-9,9-二（2-乙基已基）-9H-芴（BMOSF）的三阶、五阶非线性光学特性,并试图从结构方面更深入的了解其非线性光学特性的本质。主要从三个方面进行了研究:第一,利用超短皮秒脉冲研究了其非线性吸收和上转换发光特性。发现它们都具有很强的三光子吸收频率上转换荧光发射特性,实验测出BASF和BMOSF的上转换荧光的波长范围分别是456-775nm和420-670nm,在510nm处的荧光强度与入射光强的三次方成正比。在0.002mol/L的浓度下就有明显的三光子吸收诱导的光限幅效应。通过对实验曲线的拟合得出非线性吸收系数分别为γ=4.34×10-20cm3/W2和γ=5.92×10-20cm3/W2,从而计算出三光子吸收截面分别为σ3’=8.4

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 概述
• 1.1 引言
• 1.2 研究意义
• 1.3 非线性光学概述
• 1.3.1 非线性光学的发展及现状
• 1.3.2 单光束z 扫描技术理论分析
• 1.4 光学限幅器的机制与研究进展
• 1.4.1 光学限幅器的机制
• 1.4.2 被动光学限幅器国内外研究现状
• 1.5 有机材料的非线性光学
• 1.5.1 概述
• 1.5.2 分子微观光学非线性的描述
• 1.5.3 有机分子内电场模型
• 1.5.4 有机材料的多光子吸收及其应用
• 参考文献
• 第二章 BASF 和BMOSF 有机物的三光子吸收诱导荧光和光限幅效应研究
• 2.1 引言
• 2.2 样品的配制及光谱和限幅特性的测试
• 2.3 样品的吸收特性和荧光特性
• 2.4 样品的光限幅特性和吸收截面
• 2.5 结论
• 参考文献
• 第三章 BASF 和BMOSF 有机物的发光研究
• 3.1 前言
• 3.2 样品的发光特性测试
• 3.3 样品的荧光光谱
• 3.4 样品的荧光寿命
• 3.5 样品荧光量子产率
• 3.5 结论
• 参考文献
• 第四章 BASF 有机化合物的Z-SCAN 光学非线性特性
• 4.1 引言
• 4.2 热致非线性极化率的分析
• 4.3 Z 扫描测试方法
• 4.4 Z 扫描测试结果
• 4.5 连续光限幅效应研究
• 4.6 结论
• 参考文献
• 结论与展望
• 硕士期间完成论文
• 致谢