共轭聚合物聚苯胺三阶非线性的研究进展

有机非线性光学材料因其优良的性能而引起广泛关注,共轭聚合物聚苯胺(PANI)的研究引起了人们的极大兴趣,文章综述了近年来聚苯胺及其衍生物三阶光学非线性的研究进展。     

碲铌铅玻璃的三阶非线性光学特性

利用简并四波混频 (DFWM)技术首次对碲铌铅玻璃的三阶非线性光学特性进行了研究。实验结果表明 ,碲铌铅玻璃具有较高的非线性折射率 n2 =2 .3× 10 - 1 2 esu和短的响应时间 15 ps。由于在测试波长 5 32 nm附近玻璃无吸收带 ,引起三阶非线性归因于电子云的极化。这主要是该玻璃组成中含有极化率高的阳离子。     

可溶性聚(2,5-二己氧基)对苯乙炔三阶非线性光学特性

报道了利用脱氯化氢反应制备可溶性聚(2,5二己氧基)对苯乙炔(PDHOPV),这种聚对苯乙炔(PPV)衍生物在波长450～550nm范围内具有强的光学吸收,最大吸收峰位于499nm处。采用简并四波混频(DFWM)技术对PDHOPV薄膜的非线性光学特性进行研究。结果表明:PDHOPV具有大的三阶非线性光学特性;激发波长为532nm的共振三阶非线性系数和1.064μm的非共振三阶非线性系数分别为9.6×10-10esu和2.1×10-11esu;电子共振增强有利于提高三阶非线性光学系数。     

二萘并噻吩四酮在飞秒激光下的三阶非线性光学性能

合成了化合物二萘并[2,3-b:2',3'-d]噻吩-5,7,12,13-四酮,用IR,1H NMR和元素分析表征了其结构.采用波长为800 nm,脉宽为80fs的钛宝石飞秒激光,运用简并四波混频(DFWM)法,研究了化合物在非共振状态下的三阶非线性光学(NLO)性能.三阶非线性光学极化率为2.73×10-13 esu,非线性折射率为5.03×10-12esu,分子二阶超极化率为2.85×1031esu,响应时间为86fs.分析了化合物的分子结构对三阶非线性光学性能的影响.结果表明此化合物具有潜在的非线性光学应用.     

表面化学修饰对CdS纳米粒子三阶光学非线性的影响

用反胶束法制备了表面修饰 AOT-SO- 3(磺基琥珀酸双 -2 -乙基己酯钠盐的阴离子 )的 Cd S纳米粒子与表面修饰 Py(吡啶 )的 Cd S纳米粒子。采用背相简并四波混频 (DFWM)的方法研究了它们的三阶光学非线性。结果表明当 Cd S纳米粒子表面上的 AOT-SO- 3被 Py取代后 ,其三阶非线性极化率增加 ,这归于表面修饰 Py的Cd S纳米粒子具有长寿命的表面受陷电子 -空穴分离态 ,从而提高了对激子吸收的漂白效率 ,增加了三阶光学非线性。     

一种新的双偶氮化合物的三阶非线性光学性能

合成了一种新的双偶氮化合物2,6-双[(2,4-二羟基苯基)偶氮]蒽醌,用IR,1 H NMR和元素分析表征了其结构.采用飞秒激光,运用简并四波混频法,研究了化合物在非共振状态下的三阶非线性光学性能.它的三阶非线性光学极化率χ(3)为3.37×10-13 esu,非线性折射率n2为6.21×10-12 esu,分子二阶超极化率γ为4.02×10-31 esu,响应时间τ为101 fs.分析了化合物的分子结构对三阶非线性光学性能的影响.增长共轭链,形成供吸供构型,增大取代基的吸或供电子能力等因素有利于获得较大的三阶非线性光学性能.     

一种新型有机金属化合物的三阶光学非线性研究

为了研究一种新型有机金属化合物(十六烷基三甲基铵)双(1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮-4,5-二硫基)-镍(简称CTNi)的三阶非线性光学性质,配制了浓度为1.0×10-4mol/L的丙酮溶液作为待测样品,采用Z扫描测试技术,在波长为1064 nm,脉宽为40 ps的条件下研究了该样品的三阶非线性光学性质.研究发现,该材料具有很强的饱和吸收特性,其激发态有效吸收截面为eσff=1.47×10-18cm2,相应的非线性吸收系数β=-4.36×10-12m/W.另外,Z扫描曲线显示该材料还具有较强的自散焦效应,其三阶非线性折射系数n2=-1.55×10-18m2/W.     

钌络合物的非线性光学性质和与DNA结合的光谱研究

报导对一组[Ru(bpy)2L]2+络合物的光谱特性和非线性光学性质的研究。其中bpy=2,2-bipirdine,l=imidazo[f]1.10-phenanthroline(IP),or2-pheny-limidazo[f]1,10-phenanthline (PIP)or PIP的衍生物。采用时间分辨的ns激光对这组Ru络合物在含水溶液中和与DNA结合的发光特性进行研究。实验结果表明,当在L上结合不同电子施主或受主基时,对[Ru(bpy)2L]2+的MLCT的发光强度和寿命都有很大的影响,同样DNA的插入也对此有影响。采用四波混频方法对其非线性光学特性进行了测量,由此推算出三阶极化系数和分子的三阶超极化系数。并讨论了不同配体对三阶非线性光学系数的影响。     

nc-Si:H薄膜的三阶非线性光学性质

用简并四波混频技术(DFWM)研究了nc-Si:H薄膜的三阶非线性光学性质,观察到了这种纳米薄膜材料的位相共轭信号,测得晶态比为XC1=15%和XC2=30%的二个样品在光波波长为589nm处的三阶非线性极化率分别为χ1(3)=3.8×10-6esu和χ2(3)=4.3×10-7esu,并对其光学非线性产生机理作了探讨。     

nc-Si∶H薄膜的三阶非线性光学性质

用简并四波混频技术 (DFWM)研究了nc Si∶H薄膜的三阶非线性光学性质 ,观察到了这种纳米薄膜材料的位相共轭信号 ,测得晶态比为XC1 =15 %和XC2 =30 % 的二个样品在光波波长为 5 89nm处的三阶非线性极化率分别为 χ1(3 ) =3 8× 10 - 6 esu和 χ2(3 ) =4 3× 10 - 7esu ,并对其光学非线性产生机理作了探讨     

可溶性聚对苯乙炔衍生物非线性光学效应研究

以对甲氧基苯酚和溴代烷为原料,经过脱氯化氢反应合成了三种可溶性非对称烷氧基取代聚对苯乙炔 (PPV)衍生物,分别为聚(2 甲氧基 5 丁氧基)对苯乙炔(PMOBOPV)、聚[2 甲氧基 5 (3′ 甲基)丁氧基]对苯乙炔 (PMOMBOPV)和聚(2 甲氧基 5 辛氧基)对苯乙炔(PMOCOPV)。利用后向式简并四波混频(DFWM)研究了它们 的三阶非线性光学性质。结果表明PMOBOPV,PMOMBOPV和PMOCOPV的三阶非线性极化率(χ(3))分别为 3.14×10-10,5.96×10-10和3.71×10-10esu,相应的二阶分子超极化率(γ)分别为4.22×10-28,7.78×10-28和 5.00×10-28esu。分析了分子结构对聚对苯乙炔衍生物非线性光学性质的影响。采用分光光度计对三种材料的 光学禁带宽度(Eg)进行了测量,线性拟合的结果表明PMOBOPV,PMOMBOPV和PMOCOPV的Eg值分别为 2.08,2.03及2.05eV。     

掺CdS_xSe_(1-x)玻璃的非线性光学特性研究

用多种方法对掺CdS_xSe_(1-x)玻璃的非线性光学特性进行了研究,表明该种材料具有大的三阶非线性极化率(x~((3))～10(-9)esu),其非线性光学来源于半导体微晶中的等离子体带填充,测得非线性响应时间为3.5ps。     

萘醌并噻唑系化合物三阶非线性光学性质的研究

用三维简并四波混频（ＤＦＷＭ）研究了五种萘醌并噻唑化合物的三阶非线性光学性质。实验测得样品溶液的三阶非线性极化率｜χ（３）Ｓ｜４．３×１０－１３ｅｓｕ，分子的三阶非线性超极化率γＳ４．４×１０－３１ｅｓｕ。分析了分子结构对三阶非线性光学性质的影响。     

聚3-辛酰基吡咯的合成及其光学特性研究

合成了一种大π共轭高分子———聚3 辛酰基吡咯(POPY)。利用1H NMR、FT IR和UV Vis对反应中间产物及目标产物POPY进行了结构表征。热重分析(TGA)表明,POPY可耐285℃的高温。通过真空I2掺杂处理,POPY的电导率提高了3个数量级,为0.023S/cm。采用标准后向简并四波混频(DFWM)系统对POPY的三阶非线性光学效应进行了研究。结果表明,在532nm处,POPY的三阶非线性极化率为9.2×10-10esu。光致发光(PL)研究表明,在360nm的紫外光的激发下,POPY能够发出很强的波长为414nm和437nm的蓝色荧光。     

CS_2与C_(18)H_(30)的三阶非线性极化系数X~3温度特性的实验和理论研究

本文报导了采用简并四波混频方法测定的CS_2与C_(18)H_(30)(十二烷基苯)的三阶非线性极化系数x随温度变化关系曲线,给出了此变化关系的经验公式,文中还采用单粒子模型对此关系进行了理论研究。     

聚吡咯衍生物的合成及其三阶非线性光学性能

以吡咯为原料,通过逐步分子设计合成了聚3 丁酰基吡咯(PBPY)和聚[(3 丁酰基吡咯 2,5 二)对二甲氨基苯甲烯](PBPDMABE)。通过氢核磁(1 H NMR)、傅里叶 红外(FT IR)、和紫外 可见(UV Vis)光谱对反应中间体和目标产物的结构进行了详细表征。对 PBPY和 PBPDMABE粉末进行了 I掺杂处理,采用四探针法对本征态和掺杂后的聚合物电导率进行了测量,测试结果表明,经过 I掺杂处理后PBPY和PBPDMABE具有较高的电导率,分别为1.3×10-1 S/cm和3.8×10-6 S/cm。根据光学禁带宽度与入射光子能量的关系,计算了PBPY和PBPDMABE薄膜的光学禁带宽度,分别为 2.06 eV和1.79 eV。利用后向简并四波混频(DFWM)技术测量了 2 种聚合物薄膜的三阶非线性极化率。结果表明,在波长为532 nm的激光作用下,PBPY和PBPDMABE的三阶非线性极化率分别为8.75×10-10 esu和4.65×10-8 esu。     

Big Third-order Nonlinear Optical Properties of Two Poly[ (3-alkylthiophene-2, 5-diyl ) - ( benzylidenequinomethane-2, 5-diyi ) ] Derivatives

Two novel poly[(3-alkylthiophene-2,5-diyl)- (benzylidenequinomethane-2,5-diyl)s] derivatives,poly[ (3-butylthiophene-2,5-diyl)- ( p-N, N-dimethylamino) benzylidenequinomethane-2, 5-diyl) ] (PBTDMABQ)and poly [( 3-octylthiophene2, 5-diyl ) -( p-N, N-dimethylamino ) benzylidenequinomethane-2, 5-diyl )](POTDMABQ), were synthesized. The band gaps of the two polymers are calculated as 1. 75 eV for PBTDMABQ and 1.69 eV for POTDMABQ, respectively. The homogenous films of the two polymers were prepared and their third-order nonlinear optical properties were studied by the backward degenerate four-wave mixing at 532 nm. By using the relative measurement technique, the third-order nonlinear optical susceptibilities of PBTDMABQ and POTDMABQ are calculated as 5. 62 × 10-9 and 1. 22 × 10-8 ESU,respectively. It is found that substituted alky groups have strong effects on the band gap and nonlinear opticalproperties of the two polymers. The relatively big third-order nonlinear optical susceptibilities and small band gap of POTDMABQ resulted mainly from the longer alkyl with strong electron-donating ability can enhance the delocation degree of conjugated π electronics.     

Ni(mpo)_2的近双光子共振光学非线性特性的研究

采用脉冲宽度为7ns、波长为532nm的激光束,首次利用Z-扫描技术测量了新型功能配合物材料Ni(mpo)2[分子式C10H8N2NiO2S2]的非线性吸收系数和非线性折射系数。用粒子数重新布居模型,合理地解释了非线性吸收和非线性折射的产生机理:非线性吸收来自于近共振双光子吸收,而非线性折射是由于近共振双光子吸收造成的折射加强。非线性吸收系数和非线性折射系数随光强的增大而线性减少是近共振双光子吸收引起粒子数重新布居的结果。