层状配位聚合物犤Pb(NCS)_2(bpea)_n的合成,结构和非线性光学性质(bpea=1,2-双(4-吡啶基)乙烷)(英文)

室温下Pb(OAC)2·3H2O,KNCS,和1,2-双(4-吡啶基)乙烷在甲醇中反应生成了八员环支撑的层状配位聚合物犤Pb(NCS)2(bpea)犦n。三阶非线性Z-扫描研究表明该化合物具有非线性折射行为:其非线性吸收系数α2=1.1×10-11m·W-1,非线性折射系数n2=6.055×10-18m2·W-1。     

四磺化酞菁氧钒自组装膜的三阶非线性光学性能研究

为提高金属酞菁膜的三阶非线性光学性质,采用静电自组装技术制备出了包含阴离子四磺化酞菁氧钒(VOTsPc)和阳离子聚乙烯亚胺(PEI)交替层的复合薄膜.通过紫外-可见光谱仪表征了VOTsPc/PEI交替多层组装体的组装过程,结果表明组装过程为有规律的连续吸收过程.利用原子力显微镜技术研究了VOTsPc/PEI薄膜的表面形貌,结果表明膜表面是光滑的、均匀的;膜表面紧密堆积了纳米级颗粒,平均粒径为75 nm,平均表面粗糙度为4.406 nm.使用调Q倍频ns/ps Nd∶YAG脉冲激光系统,在输出激光波长为532 nm,脉冲宽度为4 ns条件下,通过Z-扫描测试研究了组装膜的三阶非线性光学性质.通过对实验数据的模拟和计算,30-双层VOTsPc/PEI膜的非线性极化率n2和非线性吸收系数β值分别为4.87×10-6esu和1.2×10-5m/W,三阶非线性极化率χ(3)值为1.57×10-6esu.VOTsPc/PEI膜显示出较强的非线性反饱和吸收性能,具有广阔的应用前景.     

偶氮苯聚合物（PAZOS）的合成及其三阶非线性光学特性

合成及表征了一种偶氮苯聚合物聚「３－甲基－４－二（Ｎ，Ｎ－氧亚乙基）氨基－４－硝基偶氮苯癸二酰」通过简并四波混频方法研究了这种聚合物膜的三阶非线性光学性质，测得三三阶非线性光学系数Ｘ＾（３）为６．６＊１０＾－６ｅｓｕ，并考察了其相位共轭光产生特性及光致异构动力学。     

共轭型聚合物三阶非线性光学材料的研究进展

综述了近１０年共轭型聚合物三阶非线性光学材料取得的新进展。主要包括聚二乙炔及其衍生物、聚乙炔及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚苯乙炔及其衍生物、聚苯腈及其衍生物以及聚苯胺类等。     

新型不对称型金属卟啉的谱学性质及非线性光学性质研究

本文合成了几种新型吡啶基修饰的不对称卟啉和金属卟啉,并用核磁、质谱、元素分析、红外光谱、紫外-可见光谱等方法进行了表征,分子模拟研究得到了与光谱分析一致的结果。通过Z-扫描实验对卟啉配合物的非线性光学性质进行了详细研究,这些样品在激光作用下,在532 nm处显示出了强烈的非线性吸收,且取代基位置和金属的不同,均会对三阶非线性折射率的大小产生很大的影响。     

双查尔酮衍生物的合成和三阶非线性光学性质

合成一种新颖的D-π-A-π-D型双查尔酮衍生物4,4?-二[3-(芘-1-基)丙烯酰基]联苯,经IR、1H NMR、MS和元素分析对其结构进行表征.在波长为480 nm、脉宽为4 ns的激光脉冲激发下,应用4f相位相干成像技术测量了其三阶光学非线性性质,并测定了紫外光谱和DSC曲线.     

卟啉镍的电子结构及三阶非线性光学性质

用INDO/SDCI法研完了卟啉镍的电子结构、UV光谱和三阶非线性光学系数γ,发现该化合物中镍离子对γ的贡献很小,而卟啉环对γ的贡献则是主要的,且三阶非线性极化系数随配体共轭键数目的增加成指数增长.     

二茂铁基查尔酮衍生物的超快三阶非线性光学响应

合成三例二茂铁基查尔酮衍生物:1-二茂铁基-3-(5-溴噻吩-2-基)-2-丙烯-1-酮(1)、1-二茂铁基-3-(4-溴噻吩-2-基)-2-丙烯-1-酮(2)和1-二茂铁基-3-(5-氯噻吩-2-基)-2-丙烯-1-酮(3);采用1H NMR、13C NMR和HR-MS对化合物1～3进行了结构表征,并测定了其热学性质;运用密度泛函理论方法进行结构优化,并计算得到了它们的分子轨道能量和极化率;采用紫外-可见吸收光谱与Z-扫描技术(532nm,180fs)分别测定了三种化合物的线性和非线性光学性质。结果表明,化合物1～3的紫外吸收波长发生明显红移,且1的非线性吸收幅度、极化率和分子超极化率最大; 1、2和3均存在分子内电荷转移现象,表现出超快三阶非线性光学响应。     

酞菁锌的电子光谱和三阶非线性光学性质

用ＩＮＤＯ／ＳＤＣＩ方法研究了酞菁锌的电子结构，紫外－可见光谱，三阶三线性光学系数及其色散效应。发现由于酞菁锌中Ｚｎ（Ⅱ）对γ的贡献很小使酞菁锌与酞菁的＜γ＞几乎相等。根据我们的计算结构对此进行了合理的解释。     

咪唑修饰的卟啉及其锌、铜配合物的合成和非线性光学性质

合成了一种新型咪唑修饰的卟啉(1)及其锌、铜配合物(2、3). 通过核磁共振氢谱(1H NMR)、紫外-可见(UV-Vis)光谱、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、电喷雾质谱(ESI-MS)及元素分析等多种谱学方法对其结构进行表征. 卟啉环流效应对侧链咪唑芳环的影响导致咪唑环上三个氢原子的化学位移向高场移动, 且卟啉的紫外-可见光谱的Soret带发生裂分. 采用分子模拟方法得到的自由卟啉最低能量构象与光谱分析结果一致, 即侧链咪唑环位于卟啉环上方. 同时, 利用Z-扫描技术对卟啉及其锌、铜配合物的三阶非线性光学性质进行了研究, 结果表明: 卟啉及其锌、铜配合物均具有很强的反饱和吸收性质, 且铜卟啉的非线性光学性质强于锌卟啉的.     

Heterobimetallic Cluster-Based Coordination Polymers: Assembly,Structures and Third-Order Nonlinear Optical Properties

Reactions of (NH₄)₂WS₄ with CuCN, CuCN/1,2-bis(4-pyridyl)propane (bppa) or [Cu(MeCN)₄]PF₆/bppa under different reaction conditions afforded a set of two- or three-dimensional W/Cu/S cluster-based coordination polymers including {[Et₄N]₂[WS₄Cu₄(μ-CN)₂(μ-I)₂]}_n ( 1 ), [WS₄Cu₄(μ-CN)₂(bppa)₂]_n ( 2 ) and {[WS₄Cu₄(bppa)₄](PF₆)₂}_n ( 3 ), respectively. Compound 2 can be readily formed from reaction of 1 with bppa under solvothermal conditions. Compounds 1 and 2 feature two-dimensional networks with a “sql” topology, while 3 possesses a two-fold interpenetrated three-dimensional net with a rare “reo” topology. Compounds 1 – 3 in DMF exhibited different third-order nonlinear optical responses, and they all showed a reverse saturable absorption while 2 held a strong self-focusing effect.     

亚甲基蒽苯乙烯吡啶盐的合成、结构及双光子吸收性质

以氯化4-甲基-N-9-亚甲基蒽吡啶盐为原料,合成了一种新型的苯乙烯吡啶盐,通过红外、核磁共振氢谱、碳谱、电喷雾质谱、单晶X射线衍射等测试技术对化合物的结构进行了表征。单晶X射线衍射结果表明,该化合物属于单斜晶系,空间群为P21/c,晶胞参数a=1.255 7(1)nm,b=1.539(1)nm,c=2.220 2(8)nm,β=101.099(1)°,V=4.210 5(4)nm3,Z=4,Dc=1.159 g/cm3。用1 064 nm皮秒脉冲激光研究其三阶非线性光学特性,双光子吸收系数β=0.028 cm/GW,吸收截面为σ=8.68×10-48cm4.s.photon-1,表明目标化合物具有良好的三阶非线性光学性质。     

Optical Properties of New Third-Order Nonlinear Materials Modified by Click Chemistry

A high-yielding click reaction was used to synthesize a series of highly conjugated, symmetrical, as well as asymmetrical compounds with a benzene core. Cyclic voltammetry and ultraviolet/visible absorption spectroscopy were carried out, and proved that the side groups of the benzene derivatives played an important role in the energy gaps, and affected the third-order non-linear optical response. The maximum absorption wavelength of the series of benzene derivatives showed an obvious red-shift. Moreover, the addition of resilient electron-withdrawing groups significantly narrowed the energy levels as compared with precursors. The third-order nonlinear properties of this benzene derivative were tested by the Z-scan technique. The expected properties of this series of molecules were obtained, and it was found that the series of molecules undergoes a transition from reverse saturable absorption to saturable absorption, which has certain reference significance for a nonlinear optical field.     

基于二茂铁的两个查尔酮衍生物的合成及超快三阶非线性光学响应

二茂铁是合成新颖有机功能材料的基本单元之一。 本文设计并合成了两个基于二茂铁的同分异构查尔酮衍生物:1-二茂铁基-3-(噻吩-2-基)丙烯酮(a)和1-二茂铁基-3-(噻吩-3-基)丙烯酮(b)。 采用超快激光Z-扫描技术(脉宽180 fs,波长532 nm)测定了化合物a和b的三阶非线性光学性质。 结果表明,化合物a吸收系数β=-2.1×10^-12 m/W,折射率n₂=1.9×10^-19 m²/W,分子超极化率γ=5.37×10^-32 esu;化合物b:β=-1.2×10^-13 m/W,n₂=2.0×10^-19 m²/W,γ=4.48×10^-32 esu。 说明在飞秒激光激发下,电荷转移能够在化合物a和b分子内部快速进行,二者均具有优异的超快三阶非线性光学响应。 在B3LYP/6-311+G(d,p)理论水平下,计算了化合物a和b分子轨道能量、极化率和各基团在前线分子轨道中的占有率。 理论计算结果显示,二茂铁基团在化合物a和b前线分子轨道中占有率分别为97%和98%,对两化合物的非线性光学性能起主导作用。     

1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮-4,5-二巯基类复合物在不同波长下的三阶非线性光学性质

合成了两种新的金属双噻吩类复合物:(苄基三乙基铵)双(1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮-4,5-二巯基)-金(BTEAADT)和(苄基三乙基铵)双(1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮-4,5-二巯基)-镍(BTEANDT).采用Z扫描方法,在皮秒脉冲下,分别测试了两种材料的乙腈溶液在532和1064nm的三阶非线性光学特性.Z扫描的结果表明,BTEAADT的乙腈溶液在532nm具有反饱和吸收效应,在1064nm非线性吸收效应可以忽略且在两种波长都有自散焦效应,三阶非线性折射率为负值.BTEANDT的乙腈溶液在532nm非线性吸收效应可以忽略,在1064nm具有饱和吸收效应且在两种波长都有自聚焦效应,三阶非线性折射率为正值.分析了造成这种差异的原因.经过计算得到了两种材料在532和1064nm的三阶非线性折射率,三阶非线性吸收系数,三阶非线性极化率和超极化率.BETAADT的非线性折射率在532nm为-1.685×10-18m2·W-1,在1064nm为-1.459×10-18m2·W-1;BTEANDT的非线性折射率在532nm为1.452×10-18m2·W-1,在1064nm为7.311×10-18m2·W-1.两种材料的三阶非线性吸收系数,三阶非线性极化率和超极化率的数量级分别是10-11m·W-1,10-13esu和10-31esu.结果表明这两种材料在非线性光学领域有潜在的应用价值.     

新型同分异构芘基查尔酮的理论研究和超快三阶非线性光学响应

合成了3个新型同分异构芘基查尔酮:1-(芘-1-基)-3-(吡啶-2-基)-2-丙烯-1-酮(3a)、1-(芘-1-基)-3-(吡啶-3-基)-2-丙烯-1-酮(3b)和1-(芘-1-基)-3-(吡啶-4-基)-2-丙烯-1-酮(3c)。 通过核磁共振波谱仪(NMR)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和液-质联用仪(LC-MS)等技术手段表征3个化合物的结构、热稳定性和线性光学性质和三阶非线性光学吸收性能。 结果表明,在532 nm和180 fs条件下,化合物3a-3c均表现出超快三阶非线性光学响应,化合物3c的非线性吸收系数分别是化合物3b和3a的1.14和2.67倍。 运用密度泛函理论方法计算了化合物3a-3c的非线性光学性质及其电子性质,结果表明,化合物3c分子具有最大的静态第一超极化率(β₀)(2830.9 a.u.),并具有最小的最高占据分子轨道(HOMO)-最低空分子轨道(LUMO)之间的能隙(3.11 eV)和最小的跃迁能(ΔE)(2.67 eV),这与N原子在吡啶环上的位置有关;分子内部均存在电荷转移现象。 3个化合物的紫外-可见光谱在450 nm以上无吸收,有良好的热稳定性,在激光防护方面有应用前景。     

层状配位聚合物犤Pb(NCS)2(bpea)n的合成,结构和非线性光学性质(bpea=1,2-双(4-吡啶基)乙烷)

室温下Pb(OAC)