不同基体刚性偶氮化合物光致光学各向异性及其唯象模拟

在不同刚性的聚合物基体聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚乙烯咔唑（PVK）和聚苯乙烯（PS）薄膜基体中掺入相同质量分数（均为0．003）的分散红13（DRl3）偶氮染料。以线偏振连续Ar^＋激光（514nm）作为控制光,连续He-Ne激光（632．8nm）作为信号光考察了具有相同厚度的三种样品在相同控制光功率（15mW）下的光致双折射效应。实验发现刚性较大的聚乙烯咔唑基体样品的双折射效应最小,刚性最小的聚苯乙烯基体样品的双折射效应最大。在偶氮生色团光致异构的四能级模型基础上,建立一新的唯象的模型。在模型中引入描述聚合物基体刚性的参量s,通过数值计算描述了不同基体刚性参量s对偶氮生色团光致异构取向的影响。计算结果表明,基体的刚性越大,样品的光致双折射效应越小,定性地解释了实验现象。     

不同类型偶氮材料光致双折射的温度特性研究

在不同温度下,分别测量了掺杂偶氮材料、偶氮聚合物和偶氮液晶聚合物的光致双折射行为,并利用双e指数模型对光致双折射的动力学过程进行了拟合.实验结果表明,偶氮材料的光致双折射源于偶氮分子的光致异构和光致分子取向,光致双折射大小随温度的升高表现出先增大后减小的趋势.在抽运光的作用下,含偶氮材料的光致双折射包含一个由偶氮分子取向引起的快过程和一个由偶氮分子带动大分子取向引起的慢过程.关闭抽运光后,掺杂偶氮材料和偶氮聚合物表现为可逆的弛豫,而偶氮液晶聚合物则展现出长久光存储特性.     

掺杂CdS纳米粒子聚合物的光折变效应研究

研究了掺杂CdS纳米粒子的有机聚合物体系的光折变效应,体系中以CdS纳米粒子为光敏剂,聚乙烯咔唑(PVK)为载流子输运剂,4-(4-硝基苯偶氮)苯胺染料(DO3)为非线性生色团,9-乙基咔唑(ECZ)为增塑剂。反胶束法合成的CdS胶束颗粒采用紫外可见吸收光谱和透射电子显微镜(TEM)表征,结果表明,具有纳米尺寸和量子限制效应。研究了PVK-CdS薄膜的光电导特性,实验结果表明,CdS纳米粒子与PVK之间的电荷转移可以有效的提高PVK的光电导率。双光束耦合实验证明了该体系的光折变特性,在无外加电场下,获得二波耦合增益系数78.4 cm-1,分析表明聚合物薄膜具有强的光致取向增强效应;样品在两相干光束作用下,可建立折射率光栅,其衍射效率达到4.4%。     

在聚合物表面刻写方格子的新方法及理论研究

为了提高制作偶氮苯微结构的实验技术,在偶氮苯聚合物的光致异构和光致取向特性的基础上,利用两激光束的新实验方案,运用比较简便的分步制作的方法,成功的在偶氮苯功能化聚合物薄膜表面“刻写”出二维的正方格子结构。提出了一个新的光异构取向场理论：在两束偏振方向互相垂直的偏振光照射下,偶氮苯聚合物表面光栅的形成是光异构取向场的干涉的结果,并对实验现象进行了解释。用计算机对实验结果进行了模拟,将模拟结果与实验结果进行了比较,结果表明计算机模拟将会更加有利于偶氮苯聚合物微结构的设计和制作。     

纳米Ag材料表面等离子体激元引起的表面增强拉曼散射光谱研究

用热蒸发的方法制备了纳米Ag材料,并用扫描电子显微镜对纳米粒子进行了形貌的表征,通过紫外—可见分光光度计得到Ag纳米粒子的透过谱,得到了Ag纳米粒子的表面等离子体共振的峰值位置.以罗丹明6G为探针分子测定Ag纳米粒子衬底的表面增强拉曼散射效应,通过拉曼散射光谱与透过谱研究了由表面等离子体激元的强极化场引起的表面增强拉曼散射效应,结合透过谱与拉曼增益因子提出了一种描述表面等离子体光学和电学特性的方法,并结合扫描电镜的结果给出了不同结构的纳米Ag材料对表面等离子体激元强度的影响. 关键词： 热蒸发 纳米Ag材料 表面等离子体 表面增强拉曼散射     

静电纺丝法制备聚丙烯腈/银纳米粒子复合纳米纤维及其SERS特性

利用静电纺丝技术制备了一种聚丙烯腈/银纳米粒子复合纳米纤维的表面增强拉曼光谱基底。通过调节聚丙烯腈溶液的浓度可得到不同直径、不同厚度的纤维薄膜,将聚丙烯腈的N,N-二甲基甲酰胺溶液与硝酸银溶液混合得到聚丙烯腈/Ag种子溶液,然后利用静电纺丝技术制备聚丙烯腈/Ag种子/AgNO₃复合纳米纤维;加入AgNO₃并利用水合肼二次还原后可制备适合拉曼检测的聚丙烯腈/Ag纳米粒子复合纤维膜,聚合物纤维表面和内部的金属纳米粒子的密度可调节。通过调节不同的纳米粒子的密集程度,可构筑出具有较高的电磁场增强效果的特殊的“热”结构(高局域强电磁场的亚波长区域)。而聚合物纤维内部的银纳米粒子可通过溶胀作用吸附更多的探针分子,提高拉曼检测的灵敏度。该基底有很好的SERS信号,并且可大规模制备。     

新型含偶氮侧链聚合物中光致各向异性及偏振全息记录

研究了偶氮侧链聚合物中光致各向异性和偏振全息, 确认在这种聚合物中分析光致各向异性动力学过程时, 必须考虑光漂白效应的影响, 测量表明该聚合物具有大的光致双折射（Δｎ ＝７．８×１０－ ３）, 并在其中记录了高衍射效率（η＝ １９．３％ ）的偏振全息图     

偶氮苯共聚PMMA薄膜的光致双折射特性研究

研究了偶氮共聚聚合物的光致双折射特性,利用幂指数和高斯函数拟合双折射过程中不同的物理过程,对各种不同的浓度、泵浦功率、主链运动及实验温度对双折射特性的影响进行了讨论,并在光致双折射过程中对样品的饱和回落进行了观察和分析,随着样品浓度的增加,尽管双折射的绝对值增大,但残留比例减小.     

新型偶氮苯侧链共聚物的超快光致双折射特性

采用抽运探测方法测量了一种新型的含 4 偶氮苯 4′ 偶氮苯酚侧链的共聚物 (DAP PGMA)的光致异构特性。实验结果表明DAP PGMA比含单偶氮苯侧链共聚物P (MMA co MAZ)有较大的光致双折射效应 ,Δn～ 6 .6 0× 10 -4 ;同时DAP PGMA比P(MMA co MAZ)具有更快的开启速度 ,光致向向异性上升时间为 40 ps,这种皮秒量级的快过程对应于双偶氮苯生色团的顺反异构过程。     

掺杂修饰与未修饰Fe_3O_4纳米粒子的光致聚合物全息性能

制备了未修饰以及用柠檬酸钠修饰的两种磁性Fe3O4纳米粒子,并研究了将其掺入到有机光致聚合物中的全息性能,阐述了形成光栅的双扩散原理及抗皱原因.研究表明:掺入这两种纳米粒子后,材料的全息性能均有所提高,但掺入修饰后纳米粒子的全息性能更为突出,衍射效率可达90%,空间折射率调制度达2.14×10-3,缩皱率降低至0.8%,说明经柠檬酸钠修饰后的Fe3O4纳米粒子更有利于提高光致聚合物的全息性能.     

Gas-jet method for deposition of metal nanoparticles into the fluorine-polymer matrix

The work deals with the obtaining by the vacuum gas-jet technique of the metal-polymer composites consisting of silver nanoparticles introduced into a fluorocarbon polymer matrix and the investigation of their optical properties. The dependence of the optical density in the visible range of frequencies on the structure of obtained samples has been investigated. The obtained composites are found to possess the plasmon resonance effect.     

基于多形貌银纳米颗粒的多波长相干随机激光研究

采用溶剂热法分别制备了球形银纳米颗粒和多形貌银纳米颗粒,其中球形银纳米颗粒具有400 nm的窄带等离激元共振峰,而多形貌银纳米颗粒的共振区间在400～700 nm之间,将它们分别掺入R6G与PVP的混合溶液中,利用旋涂法在玻璃基板上制备银纳米颗粒嵌入染料掺杂聚合物薄膜随机激光器。采用纳秒脉冲激光进行随机激光泵浦实验,实验结果表明球形银纳米颗粒染料掺杂聚合物薄膜只有自发辐射峰,而多形貌银纳米颗粒染料掺杂聚合物薄膜具有线宽<0.8 nm的相干随机激光发射光谱,其阈值为1.9 mJ·cm-2, 这可能是由于银纳米颗粒的等离激元共振区间与R6G的发射光谱重叠,支持局域等离激元效应的形成,明显的局域场增强有效地改善了与附近分子的相互作用,从而激发了更多的辐射光子,促进了高增益的形成。进一步,利用多形貌银纳米颗粒在银纳米颗粒染料掺杂聚合物薄膜中随机分布的特性,通过改变泵浦位置,实现了20 nm范围内的随机激光输出波长的调控,具体输出范围为590.1～610.4 nm。认为这是由于多形貌银纳米颗粒在不同位置的组成和分布不同,改变了表面等离激元的相互作用和光子的散射能力,从而形成不同的增益效应和不同的封闭光振荡路径。此外,考虑到多形貌银纳米颗粒的共振波长较宽,探究了其用于输出其他颜色光的可能性。以与上述银纳米颗粒R6G染料掺杂聚合物薄膜相似的制备方法,制备了多形貌银纳米颗粒掺杂DCJTB染料聚合物薄膜,并且进行随机激光泵浦实验。结果表明,可以有效的产生波长为675 nm,半高宽<0.8 nm的相干红光随机激光,并且阈值仅为0.98 mJ·cm-2。研究结果在宽带可调谐随机激光器研究以及多色随机激光器研究领域具有重要的参考价值。     

银层超透镜光学传递函数的研究

银层超透镜对基于表面等离子体激元的超分辨光刻、 成像和生物传感有着重要作用.利用银层超透镜的光学传递函数详 细研究了银板的表面等离子体激元共振和成像特性, 并利用时域有限差分法计算模拟了银层超透镜的成像过程, 得到与理论推导公式相符合的结果, 证明了光学传递函数的可靠性, 为基于表面等离子体激元的传感器件、 超分辨成像以及辅助增强干涉光刻提供了快速参数优化方法.     

二维自组装结构中银纳米粒子的吸收光谱特征

通过静电相互作用在聚乙烯吡啶修饰的玻璃表面组装了银纳米粒子的二维结构。吸收光谱结果表明,组装银粒子间的相互作用导致银粒子的偶极子表面等离子体共振发生较大的位移,但基本不改变四极子表面等离子体共振。银粒子表面吸附分子及周围介质直接影响其表面等离子体共振。     

Effect of defects of plasmon resonance colloidal crystals on their extinction spectra

The effect of the temperature of a silver sol on its extinction spectra during formation of aggregates of plasmon resonance nanoparticles with varying degree of order and the effect exerted on these spectra by changes in the structure of a colloidal crystal during its heating, which lowers elastic properties of a polymer adsorption layer of particles are studied.     

Variation of extinction spectra of plasmon resonance colloidal crystals upon structural transitions

The effect of the temperature of a silver sol on its extinction spectra during formation of aggregates of plasmon resonance nanoparticles with varying degree of order and the effect exerted on these spectra by changes in the structure of a colloidal crystal during its heating, which lowers elastic properties of a polymer adsorption layer of particles are studied.     

Localized surface plasmon resonance of silicon compounds adsorbed on silver nanoparticles

A simple method to produce silver nanoparticles on a glass surface from silver nanolayer deposited by magnetron sputtering and thermal annealed is presented. Localized surface plasmon resonance of nanoparticles shows a red shift depending on the silver nanolayer thickness, the refractive index and the thickness of an ultra-thin silicon compound adsorbed on the surface. A highly enhanced Raman spectrum of the characteristic groups of a silicon compound adsorbed on the nanoparticles surface was obtained.     

Enhancement of Nonlinear Optical Effects in Porous Composite Plasmonic Structures

A method for formation of bulk plasmonic structures based on porous quartz with silver nanoparticles in pores has been proposed and implemented. The spectroscopy of their optical and nonlinear optical properties has been performed by methods of second harmonic generation and two-photon absorption. A significant increase in the nonlinear absorption coefficient has been detected in the plasmon resonance region. The enhancement of the second optical harmonic has been observed with the shift by tens of nanometers from the plasmon resonance position toward the long-wavelength region.     

Surface plasmon resonance spectroscopy on rotated sub-micrometer polymer gratings generated by UV-laser based two-beam interference

Two-beam interference method was applied to generate gratings having periods of 416 nm and 833 nm by the forth harmonic of a Nd:Yag laser on thin poly-carbonate films spin-coated onto silver layer-covered substrates. The dependence of the modulation depth on the fluence and number of laser pulses was investigated by atomic force microscopy. A secondary pattern appeared on very thin polymer layers thanks to the “p” polarized laser beam illumination induced self-organized processes. The conditions of the emergence of grating-coupling caused additional plasmon resonance peak were determined for the sub-micrometer periodic polymer gratings. Surface plasmon resonance measurements were performed in attenuated total reflection arrangement to determine the effect of the angle between the plasmon propagation direction and the polymer groves on the grating-coupling. The effect of the modulation depth on the grating-coupling caused additional resonance minimum was also analyzed. We found coupling phenomena according to our calculations, the differences between the measured and theoretically predicted resonance curves were explained by the scattering on the complex surface structure.