耦合双振子模型手性分子的微观参量对和频过程的影响

用经典理论方法推出了适合于耦合双振子模型的手性分子的超极化率,给出了分子超极化率与分子微观参量的关系式.由微观与宏观极化率的关系,具体讨论了分子微观参量对宏观介质极化与和频过程产生效率的影响,本模型得到的理论结果与已有的实验结果很好地符合. 关键词： 手性分子介质 和频产生 超极化率 二阶极化率     

不同溶剂中硝基苯胺分子非线性光学性质的研究

在含时密度泛函理论水平上研究了溶剂对硝基苯胺分子非线性光学性质的影响 .溶剂效应通过极化连续模型来研究 .首先采用极化连续模型在密度泛函理论水平上优化了硝基苯胺分子在溶剂中的几何结构 ,从而研究了溶剂引起硝基苯胺分子几何结构的变化 .然后采用极化连续模型在含时密度泛函理论水平上计算了不同溶剂中硝基苯胺分子的激发态能量和电偶极矩 ,并利用两态模型首次给出了不同溶剂中二次谐波振荡过程的一阶非线性超极化率的色散关系 .计算结果表明 ,极性溶剂对硝基苯胺分子的非线性光学性质有较大的影响 .在低的辐射场频率下 ,理论给出的一阶非线性超极化率的色散关系和实验结果符合得较好 .最后对所得结果从理论上给出了可能的解释并讨论了两态模型的可靠性 .     

基于耦合双振子模型的手性分子的超极化率

本文从手性分子的耦合双振子经典模型出发,推导出手性分子的超极化率.在特定情况下,给出了三阶非线性极化率的表达式.基于该模型讨论了手性介质分子各向同性分布的宏观非线性极化率.     

Ab Initio/有限场方法计算尿素分子的非线性光学极化率

用有限场（ＦＦ）方法在４－３１Ｇ＋２ｐ２ｄ水平上研究了外加电场强度对尿素分子的偶极矩,极化率,一阶超极化率,二阶超极化率的影响。计算发现,要获得上述性质的稳定计算结果,电场强度需确定在０．００１－０．００４ａ．ｕ．范围内。在此电强度范围内,与耦合微扰Ｈａｒｔｒｅｅ－Ｆｏｒｋ（ＣＰＨＦ）法的计算结果符合较好,且可有效地利用二级微扰方法（ＭＰ２）进行电子相关计算。     

有机分子二苯乙烯系列衍生物第一超极化率的理论研究

采用耦合-微扰Hartree-Fock方法(CPHF),计算了二苯乙烯系列衍生物的静态第一超极化率.研究发现,具有离域的共轭体系和电子推拉对结构的分子,有利于发生分子内电荷转移,因而具有大的第一超极化率.进一步研究体系中取代基的位置,给体与受体的数量和得失电子的能力,分子的共面性和对称性对分子第一超极化率的影响,结果表明,有机分子拥有更多数量与更强得失电子能力的给体和受体,最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占据分子轨道(LUMO)空间分布的不对称,具有较高的原子共面性和较低的分子中心对称性,都能显著增加 关键词： 二苯乙烯 非线性光学 第一超极化率 空间效应     

Be^+离子和Li原子极化率和超极化率的理论研究

利用相对论模型势方法计算了Be^+离子和Li原子的波函数、能级和振子强度,进一步得到了基态的电偶极极化率和超极化率,并详细地分析了不同中间态对基态超极化率的贡献.对于Be^+离子,电偶极极化率和超极化率与已有的理论结果符合得非常好.对于Li原子,电偶极极化率与已有的理论结果符合得很好,但是不同理论方法计算给出的超极化率差别非常大,最大的差别超过了一个数量级.通过分析不同中间态对Li原子基态超极化率的贡献,解释了不同理论结果之间有较大差异的原因.     

计算分子二阶超极化率的基组选择

设计和使用了扩展的6-31G,D95, ANO,aug-cc-pVDZ基组以及Hypol基组,用各种相关能级别的方法SCF,MP2,MP3,MP4D,MP4DQ,MP4SDQ,MP4, CCSD,CCSD(T),计算了H2O,CO,HF,H2,N2等分子的二阶超极化率.分别以4-aug-cc-pVTZ基组在不同方法下的二阶超极化率结果,和CCSD(T)/4-aug-cc-pVTZ水平上的结果作为标准,求得各水平计算相对应的平均相对偏差.结果发现:MP2/aug-cc- pVDZ+是计算二阶超极化率最优的水平.综合讨论认为:可在MP2/aug-cc-pVDZ+水平上计算分子的二阶超极化率,其结果是可靠的.而且如果同时要计算分子极化率和一阶超极化率,其结果也是可靠的.     

轮烯衍生物电子结构及三阶非线性光学性质的理论研究

苯轮烯衍生物具有良好的非线性光学性质. 运用密度泛函理论在不同理论水平和不同基组下计算了轮烯衍生物的静态极化率α和静态第二超极化率γ. 采用含时密度泛函TD-B3LYP方法计算了轮烯分子的紫外吸收光谱. 结果发现: 弥散函数对静态线性极化率α和第二超极化率γ 的计算结果都有显著的影响; 共轭体系的大小和引入的推拉电子基团可以调节轮烯衍生物的第二超极化率. 添加推拉电子基团后不仅能得到更高的非线性光学系数, 也能保证有较好的透光性能, 表明轮稀分子兼具有较高的三阶非线性光学响应和在可见光波段具有良好的透光性的特性. 此外, 采用CAM-B3LYP方法计算了分子1-1和分子2-2的动态(超)极化率. 计算结果表明: 在近红外区, 随着入射光频率的增大, α (ω; ω), γ (-ω; ω, 0, 0) 和γ (-2ω; ω, ω, 0) 都随之增大, 出现近共振增强效应; 在远离共振条件下, α (ω; ω), γ (-ω; ω, 0, 0) 和γ (-2ω; ω, ω, 0) 变化平缓.     

取代基位置对轮烯衍生物-阶超极化率影响的理论研究

以[12]轮烯为母体,通过改变取代基的位置构造了一系列轮烯衍生物,运用密度泛函B3YLP方法在6-31G(d)基组水平上计算了分子一阶超极化率β和紫外吸收光谱,研究了分子结构和非线性光学性能的关系.研究发现,二维电荷转移(2DCT)分子2～5均具有较大的β值,且分子3的紫外吸收光谱最大吸收峰和其余分子相比发生蓝移,这对解决"非线性效率-透光性矛盾"给予了很大启示.分子2～5的一阶超极化率的大小和分子构型关系密切,随着键长交替(BLA)的增加,分子的β值不断减小.     

取代基位置对轮烯衍生物一阶超极化率影响的理论研究

以 [12]轮烯为母体,通过改变取代基的位置构造了一系列轮烯衍生物,运用密度泛函B3YLP方法在6-31G(d)基组水平上计算了分子一阶超极化率β和紫外吸收光谱,研究了分子结构和非线性光学性能的关系. 研究发现,二维电荷转移（2DCT）分子2-5均具有较大的β值,且分子3的紫外吸收光谱最大吸收峰和其余分子相比发生蓝移,这对解决“非线性效率-透光性矛盾”给予了很大启示. 分子2-5的一阶超极化率的大小和分子构型关系密切,随着键长交替(BLA)的增加,分子的β值不断减小.     

Ru络合物及其配体的非线性光学特性

采用四波混频方法测量了Ｒｕ络合物在４５０ｎｍ处的三阶极化率和三阶超极化系数，并对不同本体和取代基对三阶超极化系数的影响进行了定量和定性的分析。发现在该类型结构中，取代基的负电性对γ值的影响很大。     

王传奎

在杂化密度泛函理论的水平上研究了硝基苯氨(para—nitroaniline—pNA)分子的几何结构，并采用含时密度泛函理论(Time Dependent Density Functional Theory-TDDFT)研究了pNA分子的非线性光学性质。利用两态模型计算了pNA分子的一阶非线性光学超极化率β，并讨论了基矢效应和βz的色散关系。研究结果表明，对于该类分子，利用6—31 G基函数组可以得到收敛的结果。对于处于汽相的pNA分子，计算得到的结果和最近的实验结果符合得很好。对于在较低的频率范围内，两态模型给出的βz的色散关系和实验结果符合得较好；在较高的频率范围内，还应考虑其它态的贡献。     

溶剂中一、二维电荷转移分子二阶非线性光学性质理论研究

以典型的一、二维电荷转移分子,对硝基苯胺(pNA),1,3-二氨基-4,6-二硝基苯(DADB)分子为例,运用密度泛函理论(DFT)B3LYP和含时耦合微扰(TDHF)方法在6-31+G(d,p)水平上研究了溶剂和入射光频率对目标分子的非线性光学性质的影响.研究发现溶剂分子对分子一阶超极化率β和紫外吸收光谱的影响很大,但对一阶超极化率各向异性比η和退偏比D的影响很小,这是由于随着溶剂相对介电常数的增加,一阶超极化率的分量︱βxxy︱和︱βyyy︱不断增加,且二者具有很好的线性相关性.然而,考虑色散效应后,不同溶剂中分子的一阶超极化率及其各向异性参数都不相同,色散效应对分子一阶超极化率及其各向异性性质均有很大影响.考虑溶剂效应和色散效应后得到的计算结果与实验结果符合得较好.     

太赫兹波段PCH7液晶分子极化率密度泛函研究

本文采用密度泛函方法计算了液晶分子PCH7在太赫兹波段的动态极化率,采用B3LYP/6-311G(d)方法对PCH7分子进行几何结构优化,在优化构型基础上,采用M06-2x/6-311++G(2d,p)方法计算了体系分子在589nm和1.5THz时的含频极化率,通过极化率密度考察了尾链、核心结构和极性取代基等不同基团对极化率数值的贡献。     

太赫兹波段PCH7液晶分子极化率密度泛函研究

本文采用密度泛函方法计算了液晶分子PCH7在太赫兹波段的动态极化率,采用B3LYP/6-311G(d)方法对PCH7分子进行几何结构优化,在优化构型基础上,采用M06-2x/6-311++G(2d,p)方法计算了体系分子在589nm和1.5THz时的含频极化率,通过极化率密度考察了尾链、核心结构和极性取代基等不同基团对极化率数值的贡献。     

二维电荷转移分子非线性光学性质的理论研究

运用密度泛函理论B3LYP方法在6-31+G（d,p）水平上计算了11个X型二维电荷转移分子的电荷分布、紫外吸收光谱、第一超极化率.结果表明：在x或y方向延长共轭体系,最大吸收波长 红移,第一超极化率 增大,并且在y方向延长共轭体系,能够较好的优化分子透明性与分子非线性光学性质,获得兼具大 和良好透光性的非线性光学性能好的分子;另外,杂原子N取代芳香环上的C原子的位置和数目对分子非线性光学性质有重要影响.     

双振子模型手性分子介质的二次谐波理论

推导了在二次谐波条件下耦合双振子模型手性分子的一阶超极化率，给出了薄膜手性介质的二阶极化率，分析了分子的微观参量对二次谐波产生效率的影响.理论计算所得的偏振旋转角谱和已有的实验结果相符. 关键词： 手性分子 分子极化率 介质极化率 二次谐波     

太赫兹波段PCH7液晶分子极化率密度泛函研究

本文采用密度泛函方法计算了液晶分子PCH7在太赫兹波段的动态极化率,采用B3LYP/6-311G(d)方法对PCH7分子进行几何结构优化,在优化构型基础上,采用M06-2x/6-311++G(2d,p)方法计算了体系分子在589nm和1.5THz时的含频极化率,通过极化率密度考察了尾链、核心结构和极性取代基等不同基团对极化率数值的贡献.     

二维电荷转移结构轮烯衍生物光学性质理论研究

以一系列轮烯衍生物为目标分子,运用MP2和TD-DFT方法在6-31G(d)基组水平上计算了分子一阶超极化率β和紫外吸收光谱, 研究了分子结构和非线性光学性能的关系. 研究发现, 本文中的二维电荷转移(2DCT)分子2—6均具有较大的β值, 且紫外吸收光谱最大吸收峰和相对应的一维电荷转移(1DCT)分子8和9相比发生蓝移, 这对解决"非线性效率-透光性的矛盾"给予了很大启示. 对于2DCT分子2—7, 分子一阶超极化率的大小和分子构型关系密切, 随着键长交替(BLA)的增加,分 关键词： 轮烯衍生物 二维电荷转移分子 一阶超极化率 紫外吸收光谱     

氢键对2-(N-甲基)氨基-5-硝基吡啶分子非线性光学性质的影响

本文在杂化密度泛函理论水平上研究了溶剂对2-(N-甲基)氨基-5-硝基吡啶分子非线性光学性质的影响.在溶剂中,构造了包括氢键作用的超分子体系,在优化结构的基础上分别研究了由极化连续模型模拟的溶剂与该分子的长程相互作用、溶剂与该分子的氢键相互作用以及溶剂与包括氢键作用的超分子体系整体的相互作用对分子的几何结构、非线性光学性质、紫外吸收光谱和电荷分布等特性的影响.结果表明,溶剂中分子电偶极矩、线性极化率和第一超极化率都增大,而溶剂与溶质分子通过氢键形成的超分子结构与单体有着明显区别.因此,氢键对分子结构和性质的影响较大,从而将明显的影响该类分子的非线性光学性质.