两种三光子吸收染料光限幅性能的实验研究

研究了两种新型D-π-D结构的芴类衍生物4-{7-[4-（二甲基胺）苯基]-9,9-二（2-乙基己基）-9H-芴-2-}-N,N-二甲基苯胺[缩写为B（DMAP）F]和4-{2-[7-（4-氨基苯乙烯基）-9,9-二（2-乙基己基）-9H-芴-2-]乙烯基}苯胺（缩写为BASF）在四氢呋喃（THF）和N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中的线性吸收和单光子荧光行为,用脉冲宽度为38ps,重复频率为10Hz的1064nmNd;YAG脉冲激光研究了两种化合物的三光子吸收性质,结果表明：受溶剂效应的影响,两种化合物在极性较大的四氢呋喃溶剂中的最大线性吸收峰和荧光发射峰都有所红移;在极性较大溶剂中三光子吸收截面的数值较大,最高达到10^ -76cm^6S^2数量级。两种新材料还表现出明显的三光子吸收光限幅效应,当入射光强为8GW／cm^2时,B（DMAP）F和BASF的非线性透过率分别达到35％和39％。     

一种新型芴类衍生物的光谱及光限幅性能分析

利用Heck反应合成了一种新型的共轭长链的芴类衍生物,研究了它的线性和非线性光学特性。测试了它在石油醚、二氯甲烷、乙酸乙酯和二甲基甲酰胺(DMF)四种不同极性溶剂中的紫外吸收和荧光光谱特性,结果表明溶剂极性对新物质紫外吸收光谱和荧光光谱有一定程度的影响,随着溶剂极性的增加,吸收光谱和荧光光谱均红移。在激发波长为1064nm皮秒激光器作用下,测试了新物质的光学非线性——光限幅效应,结果显示其透射率随入射光强的变化呈现非线性降低,限幅效应明显。根据分析得出,此光限幅效应是由三光子吸收引起。通过数据拟合,得出了新物质的三光子吸收系数γ为5.4×10-21 cm3/W2及相应的三光子吸收截面σ′3为7.3×10-77 cm6.s2。     

一种新的芴类衍生物的三光子吸收诱导荧光和光限幅效应研究

通过对新合成的芴的一种具有对称性衍生物4-2-(7-(4-氨基苯乙烯基)-9，9-二(2-乙基己基)-9H-芴-2-)乙烯基)苯胺(BASF)的DMF溶液的研究，发现其具有很强三光子吸收频率上转换荧光发射特性，实验测出上转换荧光的波长范围是456—775nm，在510nm处的荧光强度与入射光强的三次方成正比.在0.03mol/L的浓度下就有明显的三光子吸收诱导的光限幅效应.非线性吸收系数和吸收截面分别为γ=4.34×10^-20cm³/W²和σ₃＝2.4×10^-39cm⁶/W². 关键词： 三光子吸收 光限幅 上转换荧光 吸收截面     

一种新型芴类衍生物的光谱性质研究

合成了具有大π共轭性的对称型芴类衍生物9,9-二(2-乙基已基)-2,7-二(2-(4-甲氧基)苯-2,1-乙烯基)芴(简写为MO-Flu-MO)。通过元素分析、质谱、紫外-可见光谱和红外光谱对其进行了表征。测试了该染料在乙腈、二氯甲烷、四氢呋喃和正己烷4种不同极性溶剂中的线性吸收光谱和单光子荧光谱。结果发现溶剂效应对吸收光谱和荧光光谱表现出不同程度的影响,对产生这些光谱行为的主要原因进行了讨论。     

一种芴衍生物的三光子吸收光稳幅效应及三光子吸收拟合方法研究

由于忽略激光能量分布的不均匀性,当前常用的非线性透过率方法得到的三光子吸收系数的拟合误差比较大.现有材料的三光子吸收截面还比较小,阻碍了人们对三光子吸收特性的应用.本文提出了一种精确的三光子吸收拟合方法,适合于各种能量分布不均匀的激光脉冲.合成了一种具有三光子吸收特性的对称型芴类衍生物2,7-二(4-甲氧基苯乙炔)-9-硫酮芴,三光子吸收截面较大,具有很好的激光脉冲光稳幅特性.     

新型富勒烯衍生物的光限幅研究

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，研究了新型富勒氮烯乙酰氨衍生物（Ｎ－ａｃｅｔａｍｉｄｅ１，２－ｄｉｈｙｄｒｏ－１，２－ａｚａ－ｆｕｌｅｒｅｎｅ［６０］）的反饱和吸收与光限幅特性。实验结果表明，同脉宽为纳秒的激发脉冲相比，富勒烯乙酰氨衍生物对脉宽为皮秒的脉冲限幅效果比较好。     

GaAs半导体中三光子吸收的研究

本文利用全量子理论推导了半导体中多光子吸收跃迁速率的一般表达式。对各种模型计算了本征GaAs在λ=2.06um下的三光子吸收系数。实验上采用非线性光电导和非线性光透射技术,测量了GaAs中三光子吸收系数。     

两种新型芴衍生物的合成、晶体结构及光谱性能

合成了两种新型芴衍生物:2,7-二（3,5-二（三氟甲基）苯基）-9,9-二乙基芴（1）和2,7-二（4-氟苯基）-9,9-二乙基芴（2）。通过元素分析、红外光谱（IR）、核磁共振氢谱（¹H NMR）以及单晶X射线衍射对其结构进行了表征。化合物1属于单斜晶系,P2₁/c空间群;化合物2属于三斜晶系,P-1空间群。通过紫外-可见吸收和荧光光谱研究了化合物的发光性能。结果表明:在CH₂Cl₂溶液和固态薄膜中,化合物1、2在350～400 nm波段有吸收峰,归属于π-π^*电荷跃迁;化合物1、2的光学带隙E_g分别为3.31 eV和3.30 eV,并且均有强烈的蓝色荧光发射现象（激发波长为330 nm）,在二氯甲烷中的荧光量子效率分别为0.62和0.61,固态荧光寿命分别为6.39 ns和9.00 ns。     

两种新型芴衍生物的合成、晶体结构及光谱性能

合成了两种新型芴衍生物:2,7-二(3,5-二(三氟甲基)苯基)-9,9-二乙基芴(1)和2,7-二(4-氟苯基)-9,9-二乙基芴(2)。通过元素分析、红外光谱(IR)、核磁共振氢谱(1H NMR)以及单晶X射线衍射对其结构进行了表征。化合物1属于单斜晶系,P21/c空间群;化合物2属于三斜晶系,P-1空间群。通过紫外-可见吸收和荧光光谱研究了化合物的发光性能。结果表明:在CH2Cl2溶液和固态薄膜中,化合物1、2在350~400 nm波段有吸收峰,归属于π-π*电荷跃迁;化合物1、2的光学带隙E g分别为3.31 eV和3.30 eV,并且均有强烈的蓝色荧光发射现象(激发波长为330 nm),在二氯甲烷中的荧光量子效率分别为0.62和0.61,固态荧光寿命分别为6.39 ns和9.00 ns。     

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。     

Thiophene-fluorene derivatives with high three-photon absorption activities and their application to optical power limiting

The three-photon absorption (3PA) properties of two thiophene-fluorene derivatives (abbreviated as MOTFTBr and {ATFTBr}) have been determined by using a Q-switched Nd:YAG laser pumped with 38ps pulses at 1064nm in DMF. The measured 3PA cross-sections are 152\times 10^-78cm⁶s² and 139\times 10^-78cm⁶s², respectively. The optimized structures were obtained by AM1 calculations and the results indicate that these two molecules show nonplanar structures, and attaching different donors has different effects on the molecular structure. The charge density distributions during the excitation were also systematically studied by using AM1 method. In addition, an obvious optical power limiting effect induced by 3PA has been demonstrated for both derivatives.     

GaAs半导体中三光子吸收系数的光学测量

本文首次报道了采用非线性光透射技术(NLT)测量λ=2.06μm激光激发下GaAs本征半导体中三光子吸收的实验研究.观察到了三光子吸收及所伴随的自由载流子的激发态吸收,并测得了三光子吸收系数.实验测量结果与理论计算结果比较,符合较好.     

多壁碳纳米管光限幅特性的研究

用化学气相沉积法制备了多壁碳纳米管,并将其溶解在甲苯溶液中.用波长为1064nm的皮秒脉冲激光测量该样品的透过率,发现了非常明显的光限幅特性.当入射光强较小时,透射光强度随入射光强度的增大而增大,输出与输入为线性关系;随着入射光强的增大,透射光强增长的速度明显变慢,并逐渐趋于饱和.当入射光强度较小时,样品的透过率接近100%;而当入射光强为8GW/cm²时,非线性透过率达到30%.根据三光子吸收理论计算,理论拟合与实验结果非常符合,说明多壁碳纳米管的三光子吸收产生了光限幅效应.实验测 关键词： 多壁碳纳米管 光限幅 三光子吸收     

一种新型有机染料的宽带双光子吸收和光限幅特性的研究

研究了一种新型双共轭链有机染料分子的双光子吸收（TPA）及其光功率限幅特性，实验研究了该有机染料的双光子吸收谱和光功率限幅曲线. 结果证实在浓度为1×10^-2 mol/L的四氢呋喃（THF）溶液中，该有机染料在近红外区有宽达400nm的宽带非线性双光子吸收及光功率限幅特性. 它的双光子吸收谱存在三个峰，分别位于730，850和980nm，并且在850nm处有最大的TPA截面，为σ′₂＝25.9×10^-47　cm^{4·s 关键词： 宽带 双光子吸收 光限幅 双共轭链有机分子}     

强非线性吸收下高斯光束Z-扫描衍射理论模型

在同时考虑非线性折射和非线性吸收的情况下,借助光的衍射理论,研究了Z-扫描技术的衍射理论模型,分析了非线性折射和非线性吸收同时存在时Z-扫描曲线的形状特征和变化规律。数值计算表明,非线性吸收相移和非线性折射相移的比值是影响接收小孔输出光功率的重要因素。要想得到好的光限幅效果,应选取非线性相移比值远小于1或远大于2的非线性材料。     

含时电离对飞秒脉冲激光在强双光子吸收介质中传播特性和光限幅行为的影响

以具有强双光子吸收特性的4,4′-二甲氨基二苯乙烯分子体系为研究对象,通过采用时域有限差分法和预估矫正法数值求解Maxwell-Bloch方程,模拟了飞秒脉冲在该分子介质中的传播过程,研究了含时电离对双光子吸收过程和光限幅行为的影响.研究结果表明,光电离使介质与光场的非线性相互作用减弱,同时自发辐射降低, 随着入射电场的增强,光电离对主脉冲演化有明显的影响.光电离使介质的光限幅失效行为减弱.随着光电离截面增加,光限幅的动力学窗口变宽,表明了光电离有利于增强介质的光限幅效应.在不同的传播距离处,脉冲传播呈现 关键词： 含时电离 双光子吸收 光限幅效应 超短脉冲激光