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。     

4-戊基-4'-氰基联苯液晶的分子二阶非线性光学极化率测量方法

在玻璃衬底上制得单层硬脂酸的Langmuir-Blodgett(LB)膜,做为4-戊基-4''-氰基联苯(5CB)液晶的取向层,在取向层上旋涂一层5CB液晶,用透射二次谐波方法测量出5CB液晶分子二阶非线性光学极化率,其值为β=7×10-29esu.对比文献值,测量得到的结果符合较好.     

施加电场的半抛物量子阱中的二阶非线性光学极化率

利用量子力学中的紧致密度矩阵方法,研究了施加电场的半抛物量子阱中的二阶非线性光学极化率(光整流系数),得到了此系统的光整流系数的解析表达式.数值计算的结果表明,随着电场强度的增加,光整流系数几乎线性随之增加,而且在同样的电场强度及抛物束缚势频率作用下,半抛物量子阱模型中的光整流系数比抛物量子阱模型中的值大一个数量级,这是由于我们所选模型本身的非对称性以及电场进一步使这种非对称性增强的缘故.     

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.     

顺式与反式偶氮苯衍生物分子非线性光学性质理论研究

利用密度泛函理论(DFT)B3LYP/6-31G(d,p)方法优化了一系列顺式与反式偶氮苯衍生物分子,在此基础上结合有限场(FF)方法和密度泛函理论对分子非线性光学(NLO)性质及电子光谱进行了计算分析,结果表明:顺式与反式结构的变化对其偶极矩、分子内电荷分布与转移以及前线轨道跃迁都造成影响,从而影响分子的第一超极化率.同时相对于顺式偶氮苯衍生物分子,反式分子具有较大的二阶非线性光学系数.     

香豆素衍生物分子二阶非线性光学效应理论研究

用ＣＮＤＯ／Ｓ－ＣＩ程序，计算了了系列香豆素衍生物的分子二阶极化率。从微观上探讨了该类化合物的取代基的电子性质，取代基位置及取代数目对分子二阶极化率的影响。认为取代基的电子性质和取代方式对非线性光学系数有明显的影响。     

量子盘中的三阶非线性光学极化率

利用密度矩阵方法讨论了量子盘中的三阶非线性光学极化率,导出了近共振条件下的三次揩波的解析表达式,并以GaAs量子盘为例进行了具体的计算。结果表明,GaAs量子盘中的三阶非线性光学极化率要比GaAs量子阱的大几十倍。而且,选取适当的参量,可在吸收系数相对较小的情况下获得较大的折射率。     

不同晶系中二阶非线性极化率及SHG信号的研究

本文在对称性理论的基础上,研究了立方晶系、三角晶系和六角晶系中不同晶体结构类型、不同晶面和界面、不同磁化强度M取向下的二阶非线性极化率χ⁽²⁾的表达式以及不同偏振组合下二阶非线性极化强度P⁽²⁾的表达式和反射的SHG信号。     

4－戊基－4＇－氰基联苯液晶的分子二阶非线性光学极化率测量方法

在玻璃衬底上制得单层硬脂酸的Ｌａｎｇｍｕｉｒ－Ｂｌｏｄｇｅｔｔ（ＬＢ）膜，做为４－戊基－４＇－氰基联苯（５ＣＢ）液晶的取向层，在取向层上旋涂一层５ＣＢ液晶，用透射二次谐波方法测量出５ＣＢ液晶分子二阶非线性光学极化率，其值为β＝７×１０－２９ｅｓｕ．对比文献值，测量得到的结果符合较好．     

非对称量子阱中的二阶非线性光学极化率

本文主要研究了一个特殊非对称量子阱中的二阶非线性光学极化率,并且利用量子力学中的密度矩阵算符理论和迭代方法导出了二次谐波极化率的解析表达式.最后,以典型的GaAs/AlGaAs非对称量子阱为例作了数值计算.数值结果表明,较大的二次谐波极化率与系统的非对称性有关,系统的非对称性越大,二次谐波极化率越大.     

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.     

六能级分子系统非线性极化率的微观描述

本文从半经典密度矩阵理论出发,推出描述光与有机分子系统相互作用的非线性极化率、非线性折射率和非线性吸收系数的微观表达式,同时引入折射体积和吸收截面以描述布居于各能级单分子折射和吸收特性.     

共轭链对具有特殊电荷转移结构分子超极化率的影响

近年来实验发现扭曲型分子内电荷转移（TICT）分子具有独特的分子内电荷转移机理和不同寻常的NLO响应系数。本文在MP2/6-311++G(d,p)水平上,结合有限场方法系统探讨了不同共轭链及共轭链长度对TICT分子一阶超极化率β的影响,并与传统D-π-A分子相比较。研究表明,共轭链对TICT分子与传统D-π-A分子β影响不同,且随着共轭链增长,TICT分子β提高更为显著。特别是共轭链为苯环的P4分子,当苯环重复单元数n=3时,其β远远大于其它具有不同共轭链的分子。     

基于螺旋单电子模型的手性分子的三阶非线性极化率

本文从螺旋手性分子单电子模型出发,推导手性分子的三阶光学非线性,给出螺旋手性分子三阶极化率张量元的解析表达式,并讨论分析了实际的螺旋分子的极化率张量的非零元素.     

窄禁带半导体的非线性极化率和光学双稳性

本文改进了半导体两带模型,计算了窄禁带半导体的非线性极化率.运用所求得的极化率,研究了InSb的光学双稳性,所得到的稳态曲线、临界开关光强与入射光频率的关系以及动态特性都与实验结果有较好的符合.     

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.     

共轭链长及羰基位置对分子二阶极化率的影响

采用引入外场微扰的ＣＮＤＯ／Ｓ－ＣＩ方法，计算一系列二苯基烯酮类化合物的分子二阶极化率（或二阶非线性光学指数）γβｖｃｃ值选取了苯环上含不同取代基团的化合物，从羰基在共轭链中的位置及共轭链长度方面，探讨了其微观二阶非线性光学效应的变化规律，结果表明，共轭链中羰基位置对βｖｃｃ值得重要的影响，并且呈现出一定的规律性，对于苯环上取代相同基团的化合物，其分子二阶非线性光学系数随共轭链长度的变化成指数关系     

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