Theoretical Study on One- and Two-Photon Absorption Properties of PPV Derivative with Electron-Donor Phenylanthracene as Pendent Group

Based on the equilibrium structures from quantum mechanics AM1 method, employing INDO/CI method and the sum-over-state （SOS） formula, the one-photon absorption （OPA） and two-photon absorption （TPA） properties as well as the second hyperpolarizabilities were discussed in detail for a kind of PPV derivative poly 2-（9-phenylanthracen-10-yl）-1,4-phenylenevinylene （P1）. The results indicate that the two-photon cross section （3） increases with the increasing of the number of repeating segment （n）, however only a slight increase corresponds to the increasing of molecular weight when the repeating unit number arrives at a certain number. From this point of view, the TPA cross section values of P1 were extrapolated through the linear fit of 3 value vs. 1/n. The δ value of P1 is as high as 181 GM （1 GM=10^-50 cm^4·s·photon^-1）. Concerning the influence of pendent group and extension of π-conjugation on 3 values, another four oligomers P2, PPV, P1-1, and P2-1 were investigated for comparison. The calculation results reveal that the position and property of pendent group have great influence on the OPA and TPA properties. A most crucial role for relatively larger 3 value was played by the extension of π-conjugation.     

分子单重/叁重混合激发态碰撞传能中的量子干涉效应

量子干涉效应是基于量子力学波粒二象性原理,即微观粒子的运动皆具有波的特性而产生的一种干涉现象,故又称为物质波干涉.近年来,在分子的光激发、光解和光电离及碰撞过程中皆已观察到量子干涉效应,成为分子动态学领域研究热点之一.我们小组在国际上首次得到了单重/叁重混合激发态分子碰撞传能中的量子干涉的实验证据,从理论上导出了包括干涉相位角的传能截面公式,从实验上发展了激光双共振多光子电离光谱技术,用以测定了CO(A1П,v=0/e3∑-,v=1)与各种原子(He,Ne,Ar)及双原子分子H2,O2,N2,HCl碰撞传能的干涉角.其后又与李丽的小组合作,在热管炉中用激光双共振诱导荧光法观察到Na2(A1∑+uv=8/b3П0u,v=14)-Na碰撞中的量子干涉效应,证明了碰撞干涉效应的普遍性.近年来,在理论方面,我们发展了基于含时微扰的一级波恩近似量子散射方法,计算出了上述碰撞体系的干涉角θST,与实验值符合极好.本文指出虽然气池实验测得的干涉角θST是不同分子碰撞速度及碰撞参数的"平均"结果,但与理论计算的微分干涉角尚比较接近,可提供激发态分子碰撞相互作用势的重要而难得的信息.     

从一个新角度来控制光

正美国马萨诸塞州坎布里奇市麻省理工学院的研究人员们首次设计出了一种仅根据光的传播方向(而非频率)对光进行选择性过滤的系统。研究小组的成员们认为,这种技术可能最终用在从太阳能光电板到显示屏防窥片的一系列技术装置中(《科学》,doi:10.1126/science.1249799)。     

化学发光检测光子计数的统计特性

对于增强化学发光酶联免疫分析而言，检测结果、计数效率、信噪比等重要参数不仅与光子计数装置有关，而且与光学发光体系的光子脉冲发射统计过程相关。本文实验测量了增强鲁米诺化学发光体系的光子脉冲的统计特性，并根据其脉冲发射时间统计特性对化学发光光子计数检测装置的设计进行了理论分析。研究结果表明，化学发光的光子脉冲发射间隔呈Weibull分布。     

光线、光波与光子,光学中的物理模型

光线、光波和光子是在光学理论发展的不同阶段人们所抽象概括出来的不同物理模型,这些模型由于产生的背景不同而有着不同的应用条件.在光学课程的教与学的过程中注意这些模型所适用的条件,将有助于学生对相应物理概念与规律的理解.本文讨论了这些模型的适应范围,希望能够给教师同行和学生们些许启发.     

基于连续和脉冲激光泵浦的相关光子实验比对

为在相关光子定标技术工程化过程中选择合适的泵浦机制及相位匹配模式,开展了基于连续和脉冲激光的相关光子比对实验.采用355nm连续激光泵浦偏硼酸钡晶体产生相关光子对,对晶体吸收、透射损耗以及光学元件透过率进行测量和修正,同时使用基于时间幅度转换的符合测量方法,得到单光子探测器量子效率为59.15%.利用518nm脉冲激光泵浦周期极化磷酸钛氧钾晶体,采用准相位匹配技术获取相同波段的相关光子,基于时间幅度转换的符合测量方法得到单光子探测器量子效率为59%.比对实验结果,两套定标装置方法的测量结果之差在0.25%以内,主要误差来源于单光子探测器的响应非线性、光路透过率修正误差和单光子探测量子效率面非均匀性.实验结果验证了相关光子定标技术可随时随地复现的优点,以及相关光子定标结果不受泵浦机制差异和实验装置差异的影响,可为相关光子技术工程化中的激光器工作模式和相位匹配方式的选择提供参考依据.     

多光子皮肤成像技术及其应用

多光子成像技术是一种层析能力好、信噪比高的新型光学成像技术。在皮肤光学三维检测中,多光子技术已经应用于无创在体成像,且已得到产业化开发。本文将首先介绍多光子皮肤检测系统的若干核心技术,即双光子自发荧光技术、二次谐波成像技术、荧光寿命成像技术、相干反斯托克斯-拉曼成像技术等,然后简要介绍多光子成像系统在皮肤疾病成像检测上的应用,最后分析该系统的优势和未来可能的发展趋势。     

二体三能级系统在光子晶体中的提纯复苏

研究了在两上能级间驱动场的作用下,一个3×3纠缠系统在各向异性光子晶体中提纯特性随时间的演化.通过数值计算,我们发现虽然该系统有发生提纯猝死的可能,但在合适的条件下系统会在提纯猝死后出现提纯复苏的现象.束缚纠缠态(不能提纯的纠缠态)在系统中的持续时间由驱动场的拉比频率以及原子能级和光子晶体禁带带边的相对位置决定.     

V型三能级系统中五阶极化拍频的理论研究

从理论上研究了由于五阶极化强度间的干涉所导致的Ｖ型三能级系统相闰共轭超快调制光谱学，考虑了抽运光束为窄带线宽或宽带线宽的情形。发现能级分裂的测量精度决定于光学跃迁的均匀增宽，即这种技术在测量能级分裂时可得到消除多普勒增宽的精度。     

采用超薄的GaAs光子晶体吸收层提高太阳能电池的吸收效率

本文提出了一种超薄的GaAs光子晶体吸收层结构.吸收层厚度只有0.2μm,太阳能电池的总厚度只有0.35μm.计算结果表明:当晶格常数T=0.46μm、上表面边长r=0.05μm、下表面边长R=0.1μm、高度为0.2μm时,吸收层的吸收效率较高.在300～700 nm波长范围内,该薄膜太阳能电池的吸收效率比吸收层不含光子晶体的电池提高了61.80;.所设计的薄膜电池结构在波长为300～700 nm、入射角为0°～70°范围内的吸收效率均在60;以上,满足太阳电池对宽频谱、广角度光吸收的要求.