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。     

各种烷氧基取代聚对苯乙炔的合成和发光性能研究

利用脱氯缩合聚合法合成了聚（2－甲氧基－5－丁氧基）对苯乙炔（PMOBOPV），聚（2－甲氧基－5－辛氧基）对苯乙炔（PMOCOPV）和聚（2－丁氧基－5－丁氧基）对苯乙炔（PDBOPV），聚（2－辛氧基－5－辛氧基）对苯乙炔（PD－COPV）4种发光材料。对反应体系的浓度，酸碱度，反应温度及时间等工艺条件和路线进行了细致的研究。结果表明：反应物的纯度，含量对合成产物的产率和性能有较大的影响；碱性是影响脱氯缩合反应的关键因素，而反应温度和时间对缩合反应影响则相对较小，在一定温度下当反应时间达到一定阶段后其转化率基本不变，对合成材料的化学结构，物理性能和发光特性进行了表征和检测。结果显示：非对称烷氧基取代PPV具有良好的溶解性，成膜性和稳定性；而对称性烷氧基取代PPV的溶解性和成膜性相对较差。以PMOBOPV为发光材料，采用旋涂工艺制作出单层和双层发光器件，并对器件的电致和光致发光性能进行了研究。     

聚(2,5-二丁氧基)对苯乙炔/多壁碳纳米管复合材料的制备和性能研究

通过原位聚合法制备了聚（2,5-二丁氧基）对苯乙炔/多壁碳纳米管（PDBOPV/MWCNTs）复合材料.红外光谱和拉曼光谱证实了在MWCNTs表面的包覆层为PDBOPV.高分辨透射电子显微镜观察发现,PDBOPV/MWCNTs复合材料直径为35—45 nm,其中PDBOPV包覆层厚度约为15 nm.紫外—可见吸收光谱表明随着MWCNTs含量的增加,PDBOPV/MWCNTs的吸收发生红移且强度提高.荧光光谱研究表明随着MWCNTs含量的增加,PDBOPV/MWCNTs的最大发射波长发生蓝移且强度减小,MWCNTs与PDBOPV之间形成了光致电子转移体系,使得π电子离域程度增加,并且导致荧光量子效率降低.根据E_g与入射光子能量hν的关系,拟合了PDBOPV/MWCNTs薄膜的光学禁带宽度,发现随着MWCNTs的增加,E_g逐步减小.采用简并四波混频方法测试它们的三阶非线性极化率χ^（3）,结果发现随着MWCNTs含量的增加,PDBOPV/MWCNTs复合体的非线性光学响应逐渐增强,这说明PDBOPV与MWCNTs之间形成了分子间光致电子转移体系,产生了复杂的分子间π-π电子非线性运动. 关键词： 聚（2 5-二丁氧基）对苯乙炔 多壁碳纳米管 复合材料 光致发光     

烷氧取代聚对苯乙炔衍生物的合成及其电致发光性能

用脱氯化氢法制备了可溶性烷氧取代聚对苯乙炔衍生物，聚(2-甲氧基—5—丁氧基)对苯乙炔(PMOBOPV)、聚(2—甲氧基—5—辛氧基)对苯乙炔(PMOOOPV)，该反应具有较高的产率，并且产品具有很好的溶解性和成膜性，同时对其薄膜进行了扫描电镜分析。利用所合成的：PPV衍生物制作了单层及不同结构的多层器件，测试了它们的电致发光性质，同时研究了不同条件对器件的起亮电压、稳定性的影响。结果表明，所制作的器件具有较好的稳定性，单层器件的起亮电压约为4V，发光峰在580nm处。     

聚芳香杂环甲烯的三阶非线性光学效应与时间分辨光克尔效应

合成了一系列聚芳香杂环甲烯,包括聚吡咯甲烯和聚噻吩甲烯.采用四波混频法研究材料的共振三阶非线性光学效应(λ＝532nm),其共振二阶超分子极化率γ三阶非线性光学系数分别达到10^-30esu和10^-8esu.选择具有良好溶解性、成膜性的聚吡咯对二甲氨基苯甲烯(PPDMAB),采用飞秒时间分辨光克尔效应方法研究材料的非共振三阶非线性光学效应(λ=790nm).实验表明,翠绿亚胺碱溶液的光克尔信号仅表现一超快响应的成分,归功于π电子云扭转产生的非共振激发.PPDMAB的非共振二阶超分子极化率γ三阶非线性光学系数分别达到γ=5.78×10^-32esu和χ⁽³⁾=1.26×10^-10esu.     

三新戊氧基溴硼亚酞菁薄膜材料的三阶非线性光学特性

通过单光束Z扫描技术 ,在波长为 1.0 6 4μm和 5 32nm、脉宽为 38ps条件下研究了一种新的酞菁相关化合物三新戊氧基溴硼亚酞菁薄膜材料的三阶非线性光学特性。观察到在 1.0 6 4μm(离强吸收带很远 )下的双光子吸收和在 5 32nm下的反饱和吸收现象 ,并计算出了相应的非线性吸收系数。在 1.0 6 4μm下的非共振三阶非线性极化率和在 5 32nm下的共振三阶非线性极化率 χ(3 ) 分别为 6 .1× 10 - 1 2 esu和 6 .7× 10 - 1 0 esu ,显著大于相关酞菁的值。这些结果表明三新戊氧基溴硼亚酞菁薄膜材料在非线性光学方面具有潜在的应用前景。     

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.     

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。     

用简并四波混频对聚[3''''-甲基-4''''-二(N,N-氧亚乙基)胺基-4-硝基偶氮苯癸二酰]薄膜三阶非线性光学性质、光信息储存及光致异构过程的研究

通过简并四波混频法（DFWM）对“聚［3’-甲基-4’一二（N，N-氧亚乙基）胺基-4-硝基偶氮苯癸二酰］”薄膜的三阶非线性光学性质进行了研究，测得其三阶非线性系数X[3]达到6．6×10－5esu．通过EFWM，测得样品有很强的光信息储存，另外通过对材料的光致异构过程的研究，测得在上升和下降过程中相位共轭光Ipc与时间t均满足确定的关系式，并与文中所推的理论相符．     

4-硝基-4′-氨基偶氮苯的光学性质研究

采用紫外可见吸收和二次谐波产生技术研究了“推-拉”型偶氮苯分子Langmuir-Blodgett(LB)膜的光谱和二阶非线性光学特性.4-硝基-4′-氨基偶氮苯(NAA)分子能制成很好的LB多层膜,在稀溶液中以单体的反式异构体形式存在,在膜中主要以J-聚集体的形式存在,LB膜的紫外可见吸收谱的吸收峰较之溶液的发生了52 nm的红移.NAALB膜的二阶非线性极化率χ(2)为19.59×10－8 esu,一阶超极化率β值较大,约为1.974×10－29 esu.其光学二阶非线性起源于电偶极子机制.     

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.     

Investigation on Third-order Optical Nonlinearity of Ni-Azo Metal Complex by the Z-scan Technique

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓｗｉｔｈπｅｌｅｃｔｒｏｎｄｅｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｈａｖｅｂｅｅｎｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙｓｔｕｄｉｅｄａｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｃｌａｓｓｏｆｎｏｎｌｉｎｅａｒｏｐｔｉｃａｌｍａｔｅｒｉａｌｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｉｒｌａｒｇｅａｎｄｆａｓｔｎｏｎｌｉｎｅａｒｏｐｔｉｃａｌｒｅｓｐｏｎｓｅ[1,2].Ｔｏｄａｔｅ,ｈｏｗｅｖｅｒ,ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃａｎｄｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｃｏｍｐｌｅｘｅｓｒｅｃｅｉｖｅｄｌｅｓｓａｔｔ…     

Investigation on Third-order Optical Nonlinearity of Ni-Azo Metal Complex by the Z-scan Technique

Third-order optical nonlinearity of Ni-azo metal complex in solution was investigated by the Z-scan technique with 38 ps laser pulse excitation at 1.064 μm. Self-defocusing was observed, and third-order nonlinear susceptibility χ(3)pure and the second hyperpolarizability <γ> were measured to be 1.8×10-11 esu and 1.0×10-32 esu, respectively.     

Bi2S3纳米复合材料的非线性光学性质

利用单光束 Z扫描技术 ,在波长为 1 .0 64μm、脉宽为 38ps条件下测定了不同热处理条件下表面包覆纳米 Bi2 S3 掺杂有机改性硅酸盐材料的三阶光学非线性。结果发现室温下自然干燥的样品和在 N2 气氛下 1 50℃加热处理 2小时后的样品的三阶光学非线性极化系数分别为5.8× 1 0 -1 3 esu和 3.7× 1 0 -1 2 esu。后者的三阶光学非线性极化系数比前者几乎大一个数量级。显然 ,适当的热处理能增强样品的三阶光学非线性。对此现象进行了分析和讨论。     

1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚薄膜的非线性光学特性研究

运用Ｚ扫描方法研究了１－（２－吡啶偶氮）－２－萘酚薄膜的非线性光学特性。用皮秒脉冲激光测得在５３２ ｎｍ 处、光强较低时χ（３）Ｒ ＝ １．２９×１０－ ９ ｅｓｕ, β＝ ４２ ｃｍ ／ＧＷ; 同时研究了不同光脉冲能量时的非线性吸收特性, 发现其非线性吸收随着光强的增大由反饱和吸收转为饱和吸收