全功能型光折变材料的合成与性能研究

论文摘要

光折变材料是一种新型的光功能材料,己应用于光学数据储存、光放大、空间光调制器等多方面。将光折变材料的各功能组分合成到一个大分子上是当今光折变材料发展的一个新趋势,这种材料的全功能化也大大改善了材料的性能。由于有机光敏剂的可选择范围很小,而随着纳米材料领域的发展,大量光敏性良好的无机纳米光敏剂被人们所发现,采用有机-无机纳米复合技术将无机光敏分子作为一个组分合成到具有电荷传输分子和生色团分子特性的有机基体上,从而得到一种全功能型的有机-无机纳米复合光折变材料是一种新的研究思路。 本论文的工作包括以下三个方面: （1）按照电荷转移模型设计出一种新型的既具电荷传输分子又具有生色团功能的双功能非线性光学分子,再用重氮偶合法进行聚乙烯基对硝基苯偶氮咔唑合成。利用紫外-可见光谱、红外光谱、元素分析对其进行表征。实验证明,重氮偶合过程中,反应时间越长,偶合率越高。采用溶解性好的溶剂也能显著提高反应的偶合率。 （2）采用两种不同的方法向具有双功能特性的基体材料中掺入CdS纳米粒子,利用紫外-可见光谱、红外光谱、荧光光谱,透射电镜、差热曲线对其进行表征。结果表明,通过原位生成法可以在有机基体上成功掺杂CdS,在有机网络中生成的CdS约为10nm左右,粒度均匀。 （3）探讨薄膜制备的工艺,及其各种处理条件下对薄膜性能的影响,采用Maker条纹法,测试薄膜样品的二次谐波。采用二波耦合测试装置来测量样品的二波耦合增益系数。实验证明,可以通过多层涂敷的方法来得到厚度适合的薄膜。PPJ具有二阶非线性光学性能。采用化学法制备的PPJ-CdS体系比物理法制备的体系表现出更大的二波耦合增益系数。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 光折变材料的研究进展
• 1.2 光折变的理论研究
• 1.3 PVK掺杂体系光折变材料的研究进展
• 1.4 全功能型光折变材料的研究进展
• 1.5 有机-无机纳米复合技术
• 1.6 课题研究意义，目的及主要内容
• 第二章 双功能型非线性光学材料的合成和表征
• 2.1 双功能型非线性光学分子的设计和合成方法选择
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂和仪器
• 2.2.2 聚乙烯基对硝基苯偶氮咔唑的合成
• 2.3 PPJ—CdS的表征
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 紫外-可见光谱分析
• 2.4.2 红外光谱分析
• 2.4.3 元素分析
• 2.4.4 反应时间，溶剂对反应偶合率的影响
• 2.5 本章小结
• 第三章 在双功能非线性光学材料基体上掺杂CdS
• 3.1 光敏剂的选择
• 3.2 化学法掺杂CdS反应机理
• 3.2.1 PPJ的磺化
• 3.2.2 离子交换制备离聚体
• 3.2.3 CdS的固定
• 3.3 实验部分
• 3.3.1 试剂和仪器
• 3.3.2 实验步骤
• 3.4 测试和表征
• 3.5 结果与讨论
• 3.5.1 固定过程紫外-可见光谱分析
• 3.5.2 CdS固定过程红外光谱分析
• 3.5.3 CdS固定过程荧光光谱分析
• 3.5.4 透射电镜（TEM）分析
• 3.5.5 元素分析
• 3.5.6 两种掺杂方法的比较分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 薄膜的制备和测试
• 4.1 旋涂法制备薄膜
• 4.2 薄膜的极化
• 4.3 二波耦合测试原理
• 4.4 实验部分
• 4.4.1 旋涂法制备薄膜
• 4.4.2 薄膜的热处理
• 4.4.3 电晕法极化薄膜
• 4.4.4 非线性光学性能测试
• 4.4.5 二波偶合测试
• 4.5 结果与讨论
• 4.5.1 多层膜的吸光度分析
• 4.5.2 极化对薄膜性能的影响
• 4.5.3 薄膜的热处理对膜片的影响
• 4.5.4 材料的非线性光学性能测试
• 4.5.5 二波耦合测试
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论和展望
• 参考文献
• 致谢
• 附：作者在攻读硕士期间发表论文