全氟取代的钛酞菁衍生物的非线性光学和光限幅性能研究

制备和研究了全氟取代的钛酞菁F_(16)PcTiO及其轴向取代衍生物F_(16)PcTiO_2PhCHO的线性和非线性光学(含光限幅)性能。与F_(16)PcTiO相比,轴向取代的钛酞菁F_(16)PcTiO_2PhCHO的Q带最大峰红移了7 nm。Z-扫描实验表明,无论在甲苯溶液中还是在氯仿溶液中,F_(16)PcTiO都展现出比F_(16)PcTiO_2PhCHO更大的非线性吸收系数和低的饱和能量密度。F_(16)PcTiO_2PhCHO在氯仿溶液中的光限幅性能要明显优于其在甲苯溶液中的光限幅性能。与高度可溶的四叔丁基取代的钛酞菁(tBu_4 PcTiO和tBu_4 PcTiO_2 PhCHO)相比,十六氟取代的钛酞菁化合物具有较强的由酞菁环间范德华力驱动的分子间相互作用,这种相互作用导致材料在有机溶剂中的溶解度降低和非线性性能(含光限幅)性能下降。     

萘酞菁铅化合物的光限幅特性研究

应用调Q倍频ns/ps Nd：YAG脉冲激光,在波长为532nm,脉冲宽度为8ns,重复频率为1Hz的条件下,研究了溶于二甲基亚砜(DMSO)中的萘酞菁铅溶液的反饱和吸收和光限幅特性。实验表明,萘酞菁铅具有良好的光限幅特性,它的有效激发态吸收截面与基态吸收截面的比值约为15．21,大于萘酞菁铜。研究结果表明,萘酞菁铅的光限幅特性优于C60,激发态吸收是其主要的光限幅机理。实验结果证实了重原子效应可以通过增强系际跃迁而使三重态的反饱和吸收增强,从而提高光限幅的能力。     

萘酞菁锌化合物的光限幅特性研究

应用倍频Ｎｄ：ＹＡＧ脉冲激光,在波长为５３２ｎｍ,脉冲宽度分别为８ｎｓ和２３ｐｓ的条件下,研究了四溴 ２,３ 萘酞菁锌（Ⅱ）（ｔｅｔｒａｂｒｏｍｏ ２,３ ｎａｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅＺｉｎｅ（Ⅱ））化合物的光限幅特性,其光限幅特性优于富勒烯。研究结果表明,激发态吸收是主要的光限幅机理。     

钒氧酞菁与萘酞菁的光限幅循环特性及光稳定性研究

采用Z-扫描测试技术及UV/Vis吸收光谱研究钒氧酞菁(VOPcs)与萘酞菁(VONcs)的光限幅循环特性及光稳定性。结果表明,钒氧2,11,20,29-四取代叔丁基-2,3-萘酞菁最初表现出最好的光限幅效应,但光稳定性较差。钒氧2,9,16,23-四取代苯氧基-29H,31H-酞菁具有较强的光限幅效应和良好的光稳定性,是一种有应用前景的光限幅材料。探讨了VOPcs与VONcs的光解机理。     

三新戊氧基溴硼亚酞菁薄膜材料的三阶非线性光学特性

通过单光束Z扫描技术 ,在波长为 1.0 6 4μm和 5 32nm、脉宽为 38ps条件下研究了一种新的酞菁相关化合物三新戊氧基溴硼亚酞菁薄膜材料的三阶非线性光学特性。观察到在 1.0 6 4μm(离强吸收带很远 )下的双光子吸收和在 5 32nm下的反饱和吸收现象 ,并计算出了相应的非线性吸收系数。在 1.0 6 4μm下的非共振三阶非线性极化率和在 5 32nm下的共振三阶非线性极化率 χ(3 ) 分别为 6 .1× 10 - 1 2 esu和 6 .7× 10 - 1 0 esu ,显著大于相关酞菁的值。这些结果表明三新戊氧基溴硼亚酞菁薄膜材料在非线性光学方面具有潜在的应用前景。     

CuO薄膜的三阶非线性光学特性研究

采用脉冲激光沉积技术在Si(100)和熔石英基片上制备了单相的CuO薄膜.通过X射线衍射仪,拉曼光谱仪,场发射扫描电镜和紫外可见光光度计对薄膜的结构,表面形貌和光学性质进行了表征. 场发射扫描电镜结果表明CuO薄膜中晶粒排列致密且分布均匀,其尺寸约为45nm.结合飞秒激光(800nm,50fs)和Z扫描方法测量了薄膜的三阶非线性光学特性,结果表明CuO薄膜具有超快的非线性光学响应且非线性折射率和非线性吸收系数均为负值,其大小分别为-3.96×10^-17 m^{2< 关键词： CuO薄膜 Z-扫描')" href="#">Z-扫描 三阶光学非线性}     

取代基对卟啉类化合物三阶非线性光学特性的影响

主要采用吸收光谱、荧光光谱和皮秒Z-扫描等实验方法研究了三种不同取代基的卟啉化合物5,10,15,20-四对羟基苯基卟啉[T(4-HP)P]、5,10,15,20-四对酯基苯基卟啉[T(4-EP)P]和5,10,15,20-四对溴苯基卟啉[T(4-BrP)P]的光学及非线性光学性质,并从离域电子共轭结构理论和共振、非共振增强理论进行了分析。结果表明,强给电子基团取代的T(4-HP)P的吸收和荧光发射带比弱给电子基团取代的T(4-EP)P及吸电子基团取代的T(4-BrP)P有明显红移;三种样品均具有正的三阶非线性极化率χ(3),强的给电子能力和共振增强使得T(4-HP)P的三阶极化率比T(4-BrP)P增强了近两个量级,并在532 nm光激发时,χ(3)具有最大值6.81×10-10esu。     

CdSeS量子点的光学非线性特性

以脉冲宽度为35 ps,基频为1064 nm的Nd:YAG锁模激光器二倍频532 nm的激光作激发,利用Z-扫描技术研究了CdSeS量子点的光学非线件特性.实验结果表明CdSeS量子点在532 nm光激发下具有很大的非线性吸收效应,该吸收效应来自于光学三阶效应引起的双光子吸收.在不同的入射光强下观测了CdSeS量子点的Z-扫描曲线,实验表明,CdSeS具有大的非线性折射率1.9×10-8esu和大的双光子吸收截面25283 GM,比现在使用的ZnS量子点高出近2个数量级.     

有机铬富勒烯衍生物的激发态与光限幅特性

应用倍频ｎｓ／ｐｓＮｄ：ＹＡＧ脉冲激光系统,在波长为５３２ｎｍ,脉冲宽度为２１ｐｓ的条件下,研究了新型有机铬富勒烯衍生物的激发态吸收与光限幅特性,其光限幅特性优于富勒烯甲苯溶液;并应用单重态激发态吸收理论对实验结果进行了分析,实验结果与理论结果基本一致。     

三-α-(2,4-二甲基-3-戊氧基)溴硼亚酞菁的三阶非线性光学性质研究

应用Z扫描技术，在波长为532nm、脉宽为8ns条件下，对一种新型亚酞菁配合物三-α-(2,4-二甲基-3-戊氧基)溴硼亚酞菁的三阶非线性光学特性进行了研究，结果发现，该新化合物有较强的反饱和吸收(β=3.7×10^-10 m/W)效应和非线性自聚焦折射效应(n₂=7.2×10^-11esu)，其三阶非线性极化率χ⁽³⁾=1.1×10^-11esu.分析了溴硼亚酞菁配合物特殊的锥形分子结构和重原子溴的轴向配位等因素对其三阶非线性光学性质的重要影响. 关键词： 亚酞菁 Z扫描 三阶光学非线性     

Trimeric metallo-phthalocyanines with good performances for nanosecond optical limiting in solution

Optical limiting (OL) performances of two trimeric metallo-phthalocyanines namely, 2,4,6-tris[2-oxa-9,10,16,17,23,24-hexa(hexylthio) phthalocyaninato M(II)]-s-triazine (M = Zn for compound ZnPc and Cu for compound CuPc) were investigated by using the Z-scan technique. The measurements were performed using collimated 4 ns pulses generated from a frequency-doubled Nd:YAG laser at 532 nm wavelength. OL parameters of the ratio of the excited state to ground state absorption cross-sections κ, the effective non-linear absorption coefficient β_eff, the linear absorption coefficient α₀, limiting threshold F_th and the saturation density or energy density F_sat values were determined for the investigated compounds. The results indicated that both compounds exhibited good OL performances. ZnPc shows slightly better OL parameters than that of CuPc.     

Z-scan studies and optical limiting of nanosecond laser pulses in neutral red dye

The nonlinear optical absorption, refraction and optical limiting behaviour of an organic dye, neutral red, were investigated under excitation with nanosecond laser pulses at 532 nm. The nonlinear optical responses of the material were studied both in solution and solid film, made in methanol and polyvinyl alcohol, respectively, using single-beam Z-scan technique. The open aperture Z-scans of the solution samples displayed a switch over from saturable absorption to enhanced absorption with increase in input intensity. Theoretical fit to the experimental data indicated that the dominant mechanism of nonlinear absorption is two-photon absorption. The closed aperture Z-scans of both the samples denoted positive nonlinearity, which was three orders larger in magnitude in solid film, compared with that in solution. The results of optical limiting experiments revealed that neutral red exhibited strong optical limiting of nanosecond laser pulses with a threshold lower than that of C₆₀ in toluene.     

新型金属团簇(Et_4N)_3WOS_3Cu_3I_4的皮秒光限幅特性研究

应用波长为532nm,脉冲宽度为40ps的激光脉冲研究了新型金属团簇(Et4N)3WOS3Cu3I4的光限幅性能。实验结果表明,该金属团簇在皮秒激光脉冲的作用下,具有很强的光限幅特性。利用非线性吸收的唯象理论对实验结果进行了分析。     

超短脉冲激光在DBASVP分子中传播时的双光子面积演化和光限幅效应

以一维不对称π共轭分子体系（DBASVP分子）为介质,在双光子共振条件下,从双光子面积定理和严格数值求解Maxwell-Bloch方程两方面出发,分别研究超短脉冲激光在该有机分子介质中的传播过程,从而探讨双光子面积的演化规律,并分析双光子面积定理的适用性.提出了一种数值模拟分子介质光限幅特性的理论方法.分子的电子结构和电偶极矩是基于密度泛函理论利用从头计算方法得到的.研究结果表明,基于慢变幅和慢变相近似以及单模场条件下的双光子面积定理不能很好地描述超短脉冲的双光子面积在该分子介质中的演化规律.基于双光子吸收的分子光限幅特性与分子介质的厚度有关. 关键词： 双光子吸收 光限幅效应 双光子面积定理 超短脉冲激光     

物理参数对光限幅效应的影响

为了对抗日益严重的激光武器威胁，需要了解激光防护材料的光学性能。该文根据非线性吸收模型，推导出光限幅阈值表达式。并以表达式为理论依据，利用配位聚合物［Cd(L4)(SO4)(H2O)2］n在波长532nm、脉冲宽度为40ps的条件下所获得的实验数据，分析研究非线性吸收参数、线性透过率和有效激发态吸收截面等物理参数对光限幅效应的影响。以此为基础，研究了激光防护材料的非线性光学特性和光限幅特性，为制备光限幅材料提供了理论和实验依据。     

Z-扫描技术与非线性光学材料性质的测量

介绍了Z-扫描技术的基本原理，以及Z-扫描技术在测量非线性光学介质的非线性折射率、非线性吸收系数和光学限制器等方面的应用，以细菌视紫红质(bR膜)、碘的酒精溶液和偶氮材料CN2为例，分别介绍了它们的测量结果，给出了提高Z-扫描灵敏度的改进方法，介绍了其发展装状况。     

Tailoring optical properties of TiO_2 in silica glass for limiting applications

We present the linear and nonlinear optical studies on TiO2-SiO2 nanocomposites with varying compositions. Opti- cal band gap of the material is found to vary with the amount of SiO2 in the composite. The phenomenon of two-photon absorption （TPA） in TiO2/SiO2 nanocomposites has been studied using open aperture Z-scan technique. The nanocom- posites show better nonlinear optical properties than pure TiO2, which can be attributed to the surface states and weak dielectric confinement of TiO2 nanoparticles by SiO2 matrix. The nanocomposites are thermally treated and similar studies are performed. The anatase form of TiO2 in the nanocomposites shows superior properties relative to the amorphous and rutile counterpart. The involved mechanism is explained by rendering the dominant role played by the excitons in the TiO2 nanoparticles.     

一种新型偶氮化合物的纳秒光限幅特性研究

研究了反式—4—{[p—(N,N—二羟乙基胺基)偶氮苯]乙烯基}吡啶在N,N—二甲基甲酰胺(DMF)中的光限幅性能。实验结果表明,该偶氮化合物的DMF溶液对波长为532nm,脉冲宽度为8ns的激光脉冲具有很强的光限幅特性。理论分析表明,光限幅效应主要起源于材料的双光子吸收。利用双光子吸收模型拟合光限幅实验数据得到材料的双光子吸收系数β=1.6×10-9cm/W。     

足球烯分子C_(60)及C_(70)的反饱和吸收性质与光限制效应

报道了对足球烯分子纯C_60及纯C_70的光限制效应的研究结果,讨论了样品的浓度及三重态寿命对光限制阈值的影响.首次报道在足球稀分子中发现的三重态吸收饱和现象,并阐述了其产生的原因及对光限制效应的影响.