甲酰氯异构化和光解的理论研究——从头算水平上的反应热力学、动力学分析

由于对化学反应体系解核运动Schrdinger方程困难,化学界常常求解参加反应粒子的电子运动Schrdinger方程,得到其电荷密度分布、自由价和键级等静态物理量,作为反应性指标;这虽有简明的优点,但往往缺乏传递性和统一性。如用电荷密度分布分析亲电反应,仅在同系物中有定性比较其反应性相对大小的意义,无定量价值。此外,用反应的势垒大小判断反应的难易,忽略了鞍点处曲率的影响,就动力学的Arrhenius速度常数公式看,     

A Sign Alternation of Nonlinear Absorption in Gold Composite Films in Z-Scan

Au-TiO2 composite films with Au atom content varying from about 15% to 82% are prepared by co-sputtering technique. Both open- and closed-aperture Z-scan of the samples are performed in the femtosecond time region. A conversion of the nonlinear absorption from negative to positive is observed as the A u atom content increases due to the saturation of reverse saturable absorption. The nonlinear refractive index γ and effective nonlinear absorption coefficient βeff at the Au atom content of 54% are measured to be 1.6 × 10^-2 cm^2/GW and -2.6 ×10^3 cm/GW, respectively. The corresponding third-order optical nonlinearity X^（3） is about 6.3 × 10^-8 esu.     

激光刻蚀银胶的制备及其SERS应用

激光刻蚀技术制备金属胶体是一种新兴的表面增强拉曼散射(SERS)活性衬底制备方法,本文利用激光刻蚀技术制备了'化学纯'银胶,并通过透射电镜、吸收光谱、表面增强拉曼散射光谱等手段对其进行研究,结果表明:银胶的等离子体共振吸收峰位于396nm;银粒子分布比较均匀,多数为球形颗粒,颗粒大小在20nm左右,并且有很好的分散性;吡啶的SERS谱分析显示此银胶具有很好的增强效果。     

大曲率球面零件光学膜厚分布数值计算

为了对沉积在大曲率球面零件表面的光学膜厚分布进行理论分析计算,首先确定了工艺配置,然后通过数学建模确定出计算函数式,最后通过数值积分分别对蒸发源为点源（n=0）和蒸发源为面源(n=1,2)进行了计算。计算结果与实验结果比较后表明:在本文确定的工艺条件下,n=2时计算结果与实验结果比较吻合。证明采用本文设计的建模方法结合恰当的蒸发源发射特性,通过数值计算,完全可以对大曲率球面零件的膜厚分布进行计算。     

两种三光子吸收染料光限幅性能的实验研究

研究了两种新型D-π-D结构的芴类衍生物4-{7-[4-（二甲基胺）苯基]-9,9-二（2-乙基己基）-9H-芴-2-}-N,N-二甲基苯胺[缩写为B（DMAP）F]和4-{2-[7-（4-氨基苯乙烯基）-9,9-二（2-乙基己基）-9H-芴-2-]乙烯基}苯胺（缩写为BASF）在四氢呋喃（THF）和N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中的线性吸收和单光子荧光行为,用脉冲宽度为38ps,重复频率为10Hz的1064nmNd;YAG脉冲激光研究了两种化合物的三光子吸收性质,结果表明：受溶剂效应的影响,两种化合物在极性较大的四氢呋喃溶剂中的最大线性吸收峰和荧光发射峰都有所红移;在极性较大溶剂中三光子吸收截面的数值较大,最高达到10^ -76cm^6S^2数量级。两种新材料还表现出明显的三光子吸收光限幅效应,当入射光强为8GW／cm^2时,B（DMAP）F和BASF的非线性透过率分别达到35％和39％。     

基于超材料的中波红外宽带偏振转换研究

基于硅纳米块阵列和亚波长金属光栅,硅纳米块长轴与金属光栅夹角为45°,本文设计了一种高效、宽带偏振转换结构.模拟计算表明该结构实现了线偏振光90°旋转,在3.4—4.5μm波段偏振转换率大于60%,在3—5μm光谱范围内的转换对比率大于10~4.由于该结构光学性能优异,制备难度低,可以应用于光传输控制.     

二芳基乙烯光致各向异性动态特性研究

建立了光致变色二芳基乙烯样品光致各向异性动力学的理论模型.计算了在线偏振光激发下,二芳基乙烯分子数密度、光致二向色性和光致双折射随时间(曝光量)的动态变化曲线.结果表明,随着激发曝光量的增加,二芳基乙烯呈色态分子数密度不断下降直至饱和,光致各向异性随曝光量增加先增加,达到最大之后开始下降,最佳曝光量为260J/cm².利用正交偏振检测方法测量了反映材料各向异性的探测光透过率动力学曲线,并与理论计算结果进行了比较,二者基本相符. 关键词： 光致各向异性 二芳基乙烯 动态特性 最佳曝光量     

Resisting shrinkage properties of volume holograms recorded in TiO_2 nanoparticle-dispersed acrylamide-based photopolymer

A novel organic–inorganic nanoparticle–photopolymer composite system is developed, and its fundamental holographic recording characteristics are studied. In this hydrophilic TiO2-nanoparticle-dispersed acrylamide photopolymer composite system, the counter-diffusion of monomers and nanoparticles plays a fundamental and key role in hologram grating formation. The experimental results indicate that the volume shrinkage of the nanoparticle–photopolymer film during the holographic recording can be drastically reduced compared with the undoped photopolymer film. It is also found that the diffraction efficiency of the grating recorded in the nanoparticle–photopolymer film depends strongly on the concentration of the TiO2-nanoparticles, and there exists an optimal TiO2-nanoparticle-doping concentration to make the diffraction efficiency and the refractive index modulation reach their maxima. Additionally, the digital data page is stored and reconstructed in the nanoparticle–photopolymer film.     

钴卟啉溶液的光限幅特性研究

对大分子有机化合物钴卟啉的非线性光学特性在 4 5 7 9,4 88和 5 14 5nm三个连续激光波长下进行了研究。用单光束z scan技术测到三个曲线均是先出现峰值后出现谷值 ,按照Sheik bahae等人的理论该样品的非线性折射率为负值 ,即样品具有热自散焦效应。反饱和吸收特性的研究结果得到三个透射率T随入射激光功率的增大而减小的曲线 ,表明该样品在这三个波长下均呈现出反饱和吸收效应。众所周知 ,热自散焦效应和反饱和吸收效应都能导致光限幅。文章的实验结果也表明 :钴卟啉在三个波长下均具有光限幅特性 ,限幅阈值随着波长的减小而减小 ;其光学限幅效果好且限幅阈值低 ,是一种有较大潜在应用价值的新型光限幅材料。因此 ,可以利用这两种效应对钴卟啉的共同作用 ,制成新型光限幅器件     

基于菌紫质薄膜的相移器及其应用

设计了一种基于菌紫质光致各向异性的相移器,并把它用于相移干涉计量。取向随机分布的极性菌紫质分子对线偏振诱导光的选择性吸收导致分子取向分布不均匀,使其呈现宏观的各向异性,这种各向异性与诱导光的偏振特性密切相关,圆偏振光经过各向异性的菌紫质薄膜后,出射光的偏振特性完全由偏振诱导光决定。基于上述原理设计了一种新型的相移器,用琼斯矩阵法推导了基于相移器的相移干涉原理。该相移器在工作过程中不需要移动Mach-Zender干涉仪内部的任何器件,仅需要改变外部控制光路中诱导光的偏振取向就可以控制参考光的相位,有助于提高设备的抗振能力。用最小二乘法对相移干涉结果进行重建,得到了和实际相位一致的结果,验证了相移器的可行性。