一新型金属有机化合物在皮秒激光下的三阶非线性光学性质研究

利用皮秒激光光源,采用z扫描技术研究了一种新型金属有机化合物的三阶非线性光学性质以及光限幅特性.z扫描研究结果表明,这种化合物在1064 nm波长激光激发下的三阶非线性极化率χ(3)为3.8×１０-14 esu,并且存在双光子吸收.光限幅实验结果显示双光子吸收和非线性折射两种不同机制决定了该化合物的光限幅特性.     

三种金属酞菁配合物的非线性光学性质研究

用YAG皮秒激光器 ,利用“Z scan”方法测量了三种金属钛菁配合物苯硫基钛菁锌 (C56H3 2 N8S4Zn) ,苯硫基铝钛菁 (C56H3 2 AlClN8S4) ,烷氧基铝钛菁 (C56H3 2 AlClN8O4)二甲基甲酰胺 (DMF)溶液的非线性折射率 ,并计算了三阶非线性光学极化率Χ(3 ) 。比较发现 ,不同中心离子 ,不同取代基的金属钛菁配合物的三阶非线性系数不同。文章对引起三阶非线性光学效应的机制做了初步的探讨和分析 ,并简单分析了光动力治疗过程中能量传递的分子机制     

全氟取代的钛酞菁衍生物的非线性光学和光限幅性能研究

制备和研究了全氟取代的钛酞菁F_(16)PcTiO及其轴向取代衍生物F_(16)PcTiO_2PhCHO的线性和非线性光学(含光限幅)性能。与F_(16)PcTiO相比,轴向取代的钛酞菁F_(16)PcTiO_2PhCHO的Q带最大峰红移了7 nm。Z-扫描实验表明,无论在甲苯溶液中还是在氯仿溶液中,F_(16)PcTiO都展现出比F_(16)PcTiO_2PhCHO更大的非线性吸收系数和低的饱和能量密度。F_(16)PcTiO_2PhCHO在氯仿溶液中的光限幅性能要明显优于其在甲苯溶液中的光限幅性能。与高度可溶的四叔丁基取代的钛酞菁(tBu_4 PcTiO和tBu_4 PcTiO_2 PhCHO)相比,十六氟取代的钛酞菁化合物具有较强的由酞菁环间范德华力驱动的分子间相互作用,这种相互作用导致材料在有机溶剂中的溶解度降低和非线性性能(含光限幅)性能下降。     

一种新型芴类衍生物的光谱及光限幅性能分析

利用Heck反应合成了一种新型的共轭长链的芴类衍生物,研究了它的线性和非线性光学特性。测试了它在石油醚、二氯甲烷、乙酸乙酯和二甲基甲酰胺(DMF)四种不同极性溶剂中的紫外吸收和荧光光谱特性,结果表明溶剂极性对新物质紫外吸收光谱和荧光光谱有一定程度的影响,随着溶剂极性的增加,吸收光谱和荧光光谱均红移。在激发波长为1064nm皮秒激光器作用下,测试了新物质的光学非线性——光限幅效应,结果显示其透射率随入射光强的变化呈现非线性降低,限幅效应明显。根据分析得出,此光限幅效应是由三光子吸收引起。通过数据拟合,得出了新物质的三光子吸收系数γ为5.4×10-21 cm3/W2及相应的三光子吸收截面σ′3为7.3×10-77 cm6.s2。     

噻二唑衍生物的三阶非线性光学性能与合成

设计合成了7个新的噻二唑衍生物,用UV、IR1、H NMR和元素分析进行了表征。采用飞秒激光,运用简并四波混频法,研究了衍生物在非共振状态下的三阶非线性光学性能。它们的三阶非线性光学极化率χ(3)为3.75~4.18×10-13esu,非线性折射率n2为6.90~7.68×10-12esu,分子二阶超极化率γ为3.75~4.26×10-31esu,响应时间为101~115 fs。探索了衍生物的分子结构对三阶非线性光学性能的影响。引入离域能小的芳杂环,增长共轭链,形成吸供构型,增大取代基的供电子能力,提高共轭体系的共平面程度等因素有利于获得较大的三阶非线性光学性能。     

GaAs在光通讯波段的超快非线性光学研究（英文）

采用Z-扫描和泵浦-探测技术,在光通讯波段对砷化镓(Ga As)单晶进行了非线性动力学以及非线性光学的实验研究。飞秒泵浦-探测实验结果表明,三阶非线性光学效应源于砷化镓单晶对飞秒激光的瞬态双光子吸收,而五阶非线性光学效应源于砷化镓单晶双光子吸收诱导的自由载流子吸收效应。通过Z扫描实验,得到了关于Ga As单晶所有的非线性光学参数,包括双光子吸收系数、三阶非线性折射系数、双光子吸收诱导的自由载流子吸收截面以及双光子吸收诱导的自由载流子折射截面。结果表明,砷化镓单晶在制造光限幅器件和光电探测器方面具有良好的发展前景。     

GaAs在光通讯波段的超快非线性光学研究

采用Z-扫描和泵浦-探测技术,在光通讯波段对砷化镓(GaAs)单晶进行了非线性动力学以及非线性光学的实验研究.飞秒泵浦-探测实验结果表明,三阶非线性光学效应源于砷化镓单晶对飞秒激光的瞬态双光子吸收,而五阶非线性光学效应源于砷化镓单晶双光子吸收诱导的自由载流子吸收效应.通过Z扫描实验,得到了关于GaAs单晶所有的非线性光学参数,包括双光子吸收系数、三阶非线性折射系数、双光子吸收诱导的自由载流子吸收截面以及双光子吸收诱导的自由载流子折射截面.结果表明,砷化镓单晶在制造光限幅器件和光电探测器方面具有良好的发展前景.     

物理参数对光限幅效应的影响

为了对抗日益严重的激光武器威胁，需要了解激光防护材料的光学性能。该文根据非线性吸收模型，推导出光限幅阈值表达式。并以表达式为理论依据，利用配位聚合物［Cd(L4)(SO4)(H2O)2］n在波长532nm、脉冲宽度为40ps的条件下所获得的实验数据，分析研究非线性吸收参数、线性透过率和有效激发态吸收截面等物理参数对光限幅效应的影响。以此为基础，研究了激光防护材料的非线性光学特性和光限幅特性，为制备光限幅材料提供了理论和实验依据。     

氧化石墨烯/壳聚糖复合薄膜材料的制备及其非线性光限幅效应的研究

石墨烯及其衍生物作为新型碳纳米结构,由于其优异的光限幅性能而受到广泛关注,但现有的工作多侧重于其在液相体系中光限幅效应及其起因研究.本文以壳聚糖为成膜基质,将氧化石墨烯(GO)与壳聚糖(CS)在液相中均匀共混后成膜,对比研究GO溶液和GO-CS复合膜的光限幅效应及其起因.结果表明在线性透过率相同的情况下,GO在固相基质中表现出比液相基质更强的光限幅效应和更弱的非线性散射.这说明不同于碳纳米管简单的非线性散射,在GO中可能存在多种非线性光学效应.     

基于富勒烯C_(60)结构体系的金纳米粒子合成物光学非线性研究

使用 5 32nm ,8ns激光脉冲研究了两种新型的基于富勒烯C6 0 结构体系的金纳米粒子合成物的光学非线性 .Z scan实验结果和理论分析的比较表明 ,材料的非线性吸收强烈地依赖于材料中的配合体 ,而非线性折射主要来自金纳米粒子的贡献 .而且与熟知的C6 0 甲苯溶液光限幅特性作了比较 ,分析了光限幅机理 .     

两种聚对苯乙炔类衍生物的线性与非线性光学性质

采用吸收光谱、荧光光谱和皮秒Z-扫描等实验方法研究了侧链长度的不同对聚[2-甲氧基-5-(2′-乙基-己氧基)]对苯乙炔(MEH-PPV)和聚(2,5-二辛氧基)对苯乙炔(DO-PPV)两种聚对苯乙炔(PPV)衍生物光学性质的影响,并用π-电子共轭结构理论和共振、非共振增强理论进行了分析。结果表明,侧链较长的MEH-PPV的吸收峰和荧光发射峰比DO-PPV相应的吸收和荧光峰均有所红移;侧链结构及共振增强使得MEH-PPV的三阶非线性极化率比DO-PPV增强了近两个量级,并在532 nm激发时,χ(3)具有最大值9.30×10-10esu。     

π-electron density dependence of third-order optical nonlinearities in poly(1,4-phenylene vinylene) derivatives

The third-order nonlinear optical properties of poly(1,4-phenylene vinylene) (PPV), poly(2-bromo-1,4-phenylene vinylene) (BrPPV) and poly(2-chloro-1,4-phenylene vinylene) (ClPPV) were studied by forward degenerate four-wave mixing (DFWM). They have large and ultrafast third-order optical nonlinear responses, which mainly arise from the distortion of the large π-conjugated electronic charge distribution in the backbone. It was found that there was a significant contribution to π-electron density and thus χ⁽³⁾ values from the substituents at the phenylene ring.     

足球烯分子三阶非线性光学性质的研究

报道了有关足球烯分子甲苯溶液中简并四波混频实验.测量出足球烯C_(70)分子和C_(60)分子的三阶超极化率张量y_(1111)分量分别为1.2×10~(-30)esu和4.0×10~(-31)esu.对应于固体样品的三阶非线性光学系数X_(1111)分量分别是2.5×10~(-8)esu和8.5×10~(-9)esu.此结果表明了足球烯分子是现有的非线性光学材料中具有较大三阶非共振电子极化率材料之一.文中还利用自由电子模型解释了非线性光学极化率的起源.     

Nonlinear optical studies of 1-3-diaryl-propenones containing 4-methylthiophenyl moieties

The third-order nonlinear optical properties of chalcone derivatives have been studied using the single beam Z-scan technique. The dependence of χ⁽³⁾ on different donor and acceptor type substituents demonstrates the electronic nonlinearity of compounds. The largest value of nonlinear refractive index, n₂, measured for a high electron donor substituted molecule is −2.033 × 10⁻¹¹ esu. These molecules exhibit a strong two-photon absorption and interesting optical limiting of nanosecond laser pulses at 532 nm.     

富勒烯有机-无机杂化材料的非共珍三阶非线性光学特性

采用中心波长800 nm、脉宽30 fs的超短激光脉冲,通过飞秒光开关技术（Optical Kerr Shutter,OKS）对富勒烯有机-无机杂化材料的飞秒超快非线性特性进行了实验研究.获得270 fs的开关时间,所得的富勒烯有机-无机杂化材料的三阶非线性系数χ(3)约为4.5×10－14 esu,比C60分子的三阶非线性系数χ(3)高一个数量级.通过实验测定的光克尔信号强度与激发光和探测光偏振方向夹角的依赖关系表明：30 fs的超短激光脉冲激发富勒烯有机-无机杂化材料的克尔信号主要是源于光诱导双折射效应,而非用200 fs的超短激光脉冲时来自瞬态栅的自衍射效应.     

取代基对卟啉类化合物三阶非线性光学特性的影响

主要采用吸收光谱、荧光光谱和皮秒Z-扫描等实验方法研究了三种不同取代基的卟啉化合物5,10,15,20-四对羟基苯基卟啉[T(4-HP)P]、5,10,15,20-四对酯基苯基卟啉[T(4-EP)P]和5,10,15,20-四对溴苯基卟啉[T(4-BrP)P]的光学及非线性光学性质,并从离域电子共轭结构理论和共振、非共振增强理论进行了分析。结果表明,强给电子基团取代的T(4-HP)P的吸收和荧光发射带比弱给电子基团取代的T(4-EP)P及吸电子基团取代的T(4-BrP)P有明显红移;三种样品均具有正的三阶非线性极化率χ(3),强的给电子能力和共振增强使得T(4-HP)P的三阶极化率比T(4-BrP)P增强了近两个量级,并在532 nm光激发时,χ(3)具有最大值6.81×10-10esu。     

Third-order optical nonlinearities of α,ω-dithienylpolyenes and oligo(thienylvinylene)

α,ω-Dithienylpolyenes and oligo(thienylvinylene) are interesting third-order nonlinear optical materials for a variety of device applications. To better understand the third-order nonlinear response of these materials, the third-order susceptibilities (χ⁽³⁾) and nonlinear absorption behaviors of two α,ω-dithienylpolyenes with different conjugation length and two oligo(thienylvinylene) with different substituents on the thiophene rings have been studied using degenerate four wave mixing (DFWM) and nonlinear transmission techniques at 532 nm. The χ⁽³⁾ values of 1×10⁻³ mol/l solutions are all of the order of 10⁻¹³ esu. The χ⁽³⁾ values increase with the increase of the linear absorption coefficient. In addition, these compounds exhibit reverse saturable absorption for nanosecond laser pulses. The strength of reverse saturable absorption varies when the conjugation length and substituents change. Moreover, the nonlinear absorption characteristics of these compounds in the picosecond regime differ from those in the nanosecond regime. The different nonlinear absorption behavior is due to the relative contributions from excited singlet–singlet and triplet–triplet absorption. The strong reverse saturable absorption characteristics of two of the compounds suggest that they could be potential candidates for optical limiting applications in the nanosecond regime.     

Nonlinear Optical Properties of Novel C60 Derivatives under Picosecond Laser Excitation

We investigate the third-order nonlinear optical properties of six novel fullerene derivatives under picosecond laser excitation by Z-scan technique. The experimental results reveal that all the derivatives have very large nonlinear absorption coefficient under 532 nm pulses excitation and great third-order nonlinear refraction index under 1064 nm pulses excitation. The molecular second hyperpolarizabilities are obtained from the experimental results.