温度对稀土夹心双萘酞菁LB膜光学性质的影响

采用线性吸收谱和二次谐波产生技术研究了温度对具有中心对称结构的稀土夹心双萘酞菁化合物LB膜光学特性及其LB膜结构的影响。研究发现,加热可以使其LB膜的结构及分子间的相互作用发生变化,并形成J聚集体,从而使得吸收峰发生红移。稀土夹心双萘酞菁化合物约在40 ℃时其二次谐波信号有一个极小值,约在65 ℃时该化合物发生相变,使得二次谐波信号产生极大值,二次谐波信号最小时温度可高达180 ℃,说明该化合物的化学结构较为稳定。     

稀土夹心双萘酞菁LB膜的非线性光学特性研究

研究了中心对称稀土夹心双萘酞菁化合物LB膜的光谱及其二阶非线性光学特性.双(四叔丁基萘酞菁)铒能制成很好的LB膜,不论在稀溶液中还是在LB膜中均主要以单体的形式存在,分子具有较大的超极化率β.由于分子为中心对称结构,所以它们的二次谐波产生机制不同于不对称萘酞菁化合物,研究证明它的二阶非线性光学特性起源于电四极子模型,其LB膜的有效二阶非线性极化率χ(2)为1.1×10-8 esu.     

温度对萘酞菁LB膜光学特性的影响

本文采用线性吸收谱研究了温度对两种不同结构的萘酞菁分子LB膜光学特性的影响。研究发现,加热可以使它们在LB膜中的聚集体离解,四叔丁基萘酞菁锌的LB膜结构较三叔丁基氰基萘酞菁的LB膜要稳定。     

稀土夹心双酞菁铽LB膜非线性光学特性

利用π-A等温曲线和-二次谐波产生方法研究了稀土夹心双酞菁铽(TbPcPc*)分子在Langmuir膜及Langmuir Blodgett(LB)膜中分子的排列状态及其非线性光学特性,并对非线性产生机制进行了简单的讨论.实验结果表明,TbPcPc*分子在亚相表面可形成稳定的Langmuir膜,凡以edge-on构型面对面倾斜排列.其X型LB膜具有较好的二次谐波信号,二次谐波信号的最大值在基频光入射角为55°的地方.其._二阶非线性极化率γ(2)和分子超极化率β分别为1.64×10'-8esu和6.21×10-30esu.通过测量样品二次谐波信号的偏振特性,并与理论分析相比较,其二阶仆线性起源于电四极子和电偶极子机制.     

萘酞菁化合物LB膜的二阶非线性光学特性研究

研究了四种萘酞菁化合物LB膜的制备和二阶非线性光学特性 ,并对它们的二阶非线性产生机理进行了简单的讨论。不对称萘酞菁化合物的二阶非线性起源于电偶极子机制 ;对称萘酞菁化合物的二阶非线性起源于磁偶极子耦合机制。二阶非线性最大的三叔丁基氰基萘酞菁的二阶非线性极化率 χ( 2 ) 为 3 7× 10 - 8esu ,约为三叔丁基萘酞菁的 37倍     

中心对称萘酞菁分子的LB膜及其聚集特性研究

研究了三种中心对称的萘酞菁分子LB膜的制备及其聚集特性。三种萘酞菁化合物均能制成很好的LB膜。在稀溶液中,四叔丁基萘酞菁以单体为主要存在形式;对四叔丁基萘酞菁锌,由于金属锌原子的作用,在稀溶液中不仅能形成H-聚集体,而且还能形成J-聚集体,且主要以聚集体的形式存在。在LB膜中,这两种化合物均形成了H-聚集体。对于双四叔丁基萘酞菁铒不论在稀溶液中还是在LB膜中均主要以单体的形式存在。     

稀土夹心双酞菁铥的LB膜及其光谱特性

采用表面压-面积(π～A)等温曲线和紫外-可见吸收光谱研究了稀土夹心双酞菁铥(TmPc2)分子在Langmuir膜及其Langmuir-Blodgett(LB)膜中分子的排列状态和光谱特性。发现TmPc2分子在纯膜中以edge-on方式面对面的排列,在与花生酸(AA)的混合膜中TmPc2分子以face-on方式平躺排列。纯的TmPc2分子在亚相表面可以形成稳定的Langmuir膜,但不易转移到固体基片上,加入花生酸混合后不仅可以在亚相表面形成稳定的Langmuir膜,而且可以较好地转移到固体基片上,制成多层LB膜。TmPc2氯仿溶液和LB膜的紫外-可见吸收光谱具有明显的Soret吸收带和Q吸收带,Soret吸收带有2个吸收峰,分别对应184—187*和178—186的轨道电子跃迁。而Q吸收带有4个吸收峰,分别对应于186—189*,190*和185—187*,188*的轨道电子跃迁。由于分子间的相互作用,TmPc2分子在LB膜中紫外-可见吸收谱的各个吸收峰与氯仿溶液中的吸收峰相比较都发生了红移。层内分子的相互作用比层间分子的相互作用强。     

中心对称萘酞菁分子二次谐波产生的实验研究

研究了三种萘酞菁化合物LB膜的制备,并通过二次谐波产生的方法研究了单个对称取代的萘酞菁化合物及双(四叔丁基萘酞菁)铒的二阶非线性光学特性,并对它们的产生机理进行了简单的讨论.单个对称取代的萘酞菁化合物,它们的二次谐波产生机制为磁偶极子耦合机制,双(四叔丁基萘酞菁)铒的二阶非线性光学特性起源于电四极子模型,且它的二阶非线性极化率χ(2)(或超极化率β)大于单个萘酞菁化合物.     

取代基对双酞菁铥LB膜及光谱特性的影响

采用紫外-可见吸收光谱的方法研究了三种稀土夹心双酞菁铥化合物在溶液和LB膜中的聚集性和光谱特性。实验结果表明三种稀土双酞菁化合物在氯仿溶液中形成了H-聚集体,但当浓度比较低时,溶液中表现出单体的吸收。取代基OC₈H₁₇的加入使氯仿溶液中双酞菁铥化合物的聚集性减弱,而且使得吸收峰发生红移,对吸收峰的强度也有较大的影响,造成了Soret吸收带的分裂。另外,取代基OC₈H₁₇对LB膜中双酞菁分子的存在状态有较大的影响,在LB膜中,TmPc₂和TmPcPc*分子以H-聚集体的形式存在,而TmPc*₂分子以T-聚集体的形式存在。形成LB膜后,由于双酞菁分子之间排列紧密,相互作用加强,使得薄膜中分子聚集体的吸收峰相对于溶液中聚集体的吸收峰发生了一定的红移,薄膜中分子排列方向的不同对吸收光谱也有一定的影响。     

紫外光照射对LB膜光学性质的影响

通过紫外-可见吸收光谱、时间分辨荧光和旋转样品二次谐波方法研究了半花菁和花生酸交替LB多层膜在偏振紫外光照射下的光诱导各向异性. 实验发现, 在ns紫外偏振光照射下, LB多层膜中分子发色团长轴向照射光偏振方向重新取向, 并使H聚集体程度增强.     

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.     

聚苯乙烯芪盐L—B膜的二阶非线性光学性质研究

首次合成了一种称之为聚苯乙烯芪盐的有机高分子材料.此材料可以在水面上形成稳定的单分子层膜,并且所形成的单分子层膜可以转移到固体衬底上去.对聚苯乙烯芪盐单分子层膜进行光学二次谐波产生测量,得到聚苯乙烯芪盐对应于每个发色团的二阶非线性极化率为1.2×10~(-28)esu.制备了该材料两种不同类型的多层膜,讨论了多层膜二次谐波产生信号不随层数增加而增加的可能原因.     

LB膜的制膜条件优化及其对光学性能的影响

通过紫外-可见吸收光谱、二次谐波振荡和稳态荧光的测量,研究了半花菁(DAEP)Langmuir-Blodgett(LB)膜在不同制膜条件(压膜速度、半花菁和花生酸混合、亚相中加入碘离子)下,LB膜样品中半花菁分子的聚集体性质的改变和对非线性光学性能的影响.实验发现,纯半花菁LB膜中分子形成H-聚集体,从而导致吸收峰、荧光峰的蓝移和分子二阶非线性极化率β的减少.分子聚集程度的减少和分子二阶非线性系数β的增加可以通过增大压膜速度、半花菁和花生酸混合、亚相中加入碘离子等方法实现.     

Second-order optical nonlinearity in thermally poled Pyrex borosilicate glass

The thermal poling method was utilized to create second-order optical nonlinearity in Pyrex borosilicate glass. The distribution and amplitude of the induced nonlinearity were characterized with second harmonic microscopy. The induced optical nonlinearity was found in a thin layer around 1.9 μm under the anode surface with a magnitude as high as 0.24 pm/V, comparable to that observed in fused silica samples. SEM observation of the cross-section of the poled glass region, after it had been etched in diluted hydrofluoric acid for several minutes, revealed an etched trench, ∼1.8 μm under the anode edge and ∼0.3 μm in width; while in post-annealed samples, no such etched trench could be observed. The effect of poling voltage on the magnitude of the induced nonlinearity was also studied, where the results showed that higher poling voltage resulted in higher nonlinearity with a threshold of ∼0.9 kV.     

IR-poled second-harmonic generation in glass

Infrared (IR)-induced second-harmonic generation in the chalcogenide glasses is observed. A phenomenological approach of IR picosecond non-linear optical (NLO) response in glass is developed for the middle IR spectral range (5–15 μm). The observed effect is explained within the framework of fifth-order NLO susceptibilities. A model that reproduces the basic characteristics of the experimental data, in which the optical non-linearities caused by photoinduced electron–phonon anharmonic interactions, is proposed. The role of the IR-induced phase matching conditions in the observed phenomenon is discussed.     

组装L-B膜光学二次谐波的实验研究

一种分子形成的多层L-B膜由于相邻层的分子取向相反而使非线性极化抵消,总的X~(2)=0.本文用光学二次谐波方法确定了带有不同极性基团的L-B单分子层的有效非线性系数的大小和符号,对有效非线性系数符号相反的两种单分子层交替组装,使相邻单分子层的非线性极化相互叠加,得到了具有较大二阶非线性系数的组装L-B膜.     

SOS: 对称操作相似原理

凝聚态物理学往往为对称性所支配。自发对称性破缺将导致相变,而且许多可观测量或物理现象都与破缺的对称性有关,如铁电极化、铁磁磁化、旋光性（包括法拉第旋转和磁光克尔旋转）、二次谐波发生、光伏效应、非互易性、霍尔效应型输运以及多铁性。在这里,我们提出以下观点：从对称性破缺的角度来看,当构成量（如自旋排列、晶格畸变,或处于外场以及其他环境中等）或测量方式（如光学探测,或处于不同极性态中电子和其它粒子探测,或对体极化[磁化] 等的测量）遵循对称操作相似(symmetry operational similarity, SOS) 原理时,我们便可以观测到某些特定的物理现象。这种SOS原理提供了一种在复杂材料中用简洁而清晰的物理图像描述非直观物理现象的途径。反之,也可以用于甄别具有潜在需求特性的新材料,或发现已知材料中新的物理现象。     

Crystal growth,structural and optical properties of an organic ion-complex crystal: 4-N,N-dimethylamino-4′-N′-methylstilbazolium iodide

4-N,N-dimethylamino-4′-N′-methylstilbazolium iodide (DMSI) compound was synthesized by Knoevenagel reaction method and the crystals were grown by solution growth method. From the single crystal X-ray diffraction study, it is confirmed that DMSI crystal belongs to monoclinic system. The bond-length alternation (BLA) of the DMSI molecule was found to be 0.11 Å, which is responsible for quadratic NLO response. The electronic transition properties and optical constants such as energy gap (E_g), linear refractive index (n₁) were determined using UV–visible and photoluminescence spectral studies. The second order nonlinear optical property of the crystal was examined using Kurtz–Perry powder test. Laser induced damage threshold on (0 0 1) plane of the optically polished crystal was found to be 1.24 GW/cm².