金属有机骨架薄膜材料的三阶非线性光学性能研究进展

金属有机骨架(MOFs)材料因其可设计的结构以及灵活可控的配位模式,在三阶非线性光学(NLO)领域引起了广泛的关注。与液体分散状态相比,MOFs在固体状态下的三阶NLO性能更为重要,这不仅可以深入了解MOFs本身所固有的光学性能,还有助于实现MOFs在光学器件中的实际应用。然而,由于散射的存在和透光率的限制,单独的MOFs材料难以直接实现固体状态下的三阶NLO性能研究,将MOFs制备成具有较好光学透过性的薄膜是研究其NLO性能最为可行的一种策略。MOFs薄膜不仅很好地继承了MOFs所固有的三阶NLO性能,而且还结合了薄膜的高透光率以及灵活的机械性能。基于此,本文分析总结了MOFs薄膜的制备方法及其NLO性能研究方面的相关工作,并根据目前MOFs薄膜在三阶NLO性能方面的研究现状对其未来发展予以了展望。

[WS_(3)Cu_(2)]簇基超分子框的组装、结构及其三阶非线性光学响应

将二(4-吡啶)硫烷(L_(1))、4,4'-二(4-吡啶)二苯甲酮(L_(2))分别与(Et_(4)N)(Tp*WS_(3))(A)(Tp*=三(3,5-二甲基吡唑)氢合硼酸根)和[Cu(Me CN)_(4)]PF_(6)进行反应,得到2个W/Cu/S簇基超分子化合物[Tp*WS_(3)Cu_(2)(L_(1))]_(2)(PF_(6))_(2)·2Me CN·2CHCl_(3)(1·2Me CN·2CHCl_(3))和[Tp*WS_(3)Cu_(2)(L_(2))(Me CN)]_(2)(PF_(6))_(2)·4Me CN (2·4Me CN)。对配合物1·2Me CN·2CHCl_(3)和2·4Me CN分别进行了单晶X射线衍射、核磁、质谱、红外、紫外可见和元素分析表征。单晶X射线衍射分析表明,它们是由2个L_(1)/L_(2)配体连接2个[Tp*WS_(3)Cu_(2)]~+簇核形成的阳离子型簇基超分子框。核磁氢谱和高分辨电喷雾离子化质谱(HRESI-MS)证明它们在溶液中具有一定的稳定性。并利用Z扫描技术测试了超分子化合物1·2Me CN·2CHCl_(3)和2·4MeCN溶液的三阶非线性光学特性,测试结果表明它们的三阶非线性光学响应强于前驱体A。

C_(74)的结构、电子光谱及三阶非线性光学性质的理论研究

用密度泛函 (DFT)方法 (BLYP/ 3 2 1G )研究了C74 的稳定几何构型 .用ZINDO及abinitioCIS两种方法对C74 的电子光谱进行了计算 ,预测C74 在红外区域有光谱吸收 .计算了C74 的三阶非线性光学系数 <γ >为 1 483× 10 -3 2 esu ,它比C60 的 <γ >(8 84× 10 -3 4esu)要大得多 .预测C74

单羟基卟啉生色团聚合物三阶非线性特性研究

利用飞秒激光系统在 830nm波长处测量了一种含 5_对羟基苯基_10 ,15 ,2 0_三苯基卟啉 (HTPP)生色团聚合物HTPP_PGMA的三阶非线性光学特性 ,实验结果表明HTPP_PGMA具有较大的三阶非线性极化率 χ( 3) ≈ 2 8×10 - 1 1 esu。认为这是双光子激发的纯电子响应。

稠环芳烃有机物的三阶非线性光学性能研究

采用Nd :YAG皮秒锁模脉冲激光λ =5 32 0nm ,运用 3D前向简并四波混频 (DFWM)的方法 ,测量了稠环芳烃中的 1 2 5 6二苯并蒽 (C2 2 H14 ) ,1 2 8 9 二苯并五苯 (C3 0 H18)的三阶非线性极化率X(3 ) ,非线性折射系数n2 以及三阶非线性的时间响应。发现该类材料具有较大的非线性效应 ,文中分析了非线性形成机制以及相关的影响因素。

二到七环多苯稠合物的三阶非线性光学效应的理论研究

利用含组态相互作用的INDO-SDCI和态求和(SOS)方法,计算了二到七环的稠合多苯化合物的三种不同物理过程的频率相关的三阶非线性光学系数.讨论了不同光物理过程的色散行为及π电子离域程度对非线性光学效应的影响,同时给出计算简并四波混合(DFWM)的非线性光学系数的具体表达式.计算结果表明,三阶非线性光学系数随着环沿一维方向扩展而急剧增加,π-π*电荷转移对多苯稠合物的三阶非线性极化率起主要贡献.

三阶非线性光学玻璃研究进展

简要叙述了三阶非线性光学理论,重点介绍了近年来国内外在三阶非线性光学玻璃领域的研究进展,展望了玻璃作为光信号处理用元件(如全光开关)的应用潜能。

金属酞菁配合物的合成及其三阶非线性光学性能研究

合成了酞菁铝(AlClPc)、酞菁亚铁(II)(FePc)、酞菁钴(II)(CoPc)、酞菁镍(II)(NiPc)以及酞菁铜(II)(CuPc)等金属酞菁配合物。使用四波混频技术测量了它们在硫酸溶液中的三阶非线性光学系数χ(3)值,发现四种过渡金属酞菁配合物的χ(3)值随着金属的原子系数的增加而上升。而酞菁铝的χ(3)值则大于酞菁亚铁(II)和酞菁钴(II)的χ(3)值、小于酞菁镍(II)和酞菁铜(II)的χ(3)值。文中初步讨论了金属离子的d电子以及与酞菁构成的空间结构对紫外吸收和三阶非线性光学性质的影响机理。

侧链含偶氮苯发色团的聚酰亚胺薄膜的制备及其三阶非线性光学和光存储性能的研究

将 4,4 -二氨基三苯甲烷 ( DTM)单体与均苯四甲酸酐 ( PMDA)进行缩聚反应 ,再与对 -硝基苯基重氮氟硼酸盐进行重氮偶合反应 ,然后经酰亚胺化合成了侧链含偶氮苯发色团的聚酰亚胺非线性光学材料( NLOPI) .通过红外光谱对产物进行了结构表征 .对产物的紫外 -可见吸收光谱研究发现 ,在 3 3 0和 490 nm处出现侧链偶氮苯发色团的特征吸收 .通过简并四波混频方法 ( DFWM)测定侧链含偶氮苯发色团的聚酰亚胺薄膜的三阶非线性极化率χ( 3) =4.5 8× 1 0 - 1 8m2 / W.在 DFWM中 ,前向泵浦光 If 和探测光 Ip 是主要的写入光 ,而后向泵浦光 Ib 是主要的读出光 .

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。

新型聚吡咯衍生物的大三阶非线性光学效应

制备了一种新型大π共轭高分子聚吡咯 { 2 ,5 二 [(对硝基 )苯甲烯 ]} (PPNB)的纳米薄膜 ,采用激光纵向扫描法研究了其三阶非线性光学性质 .测量了其非线性折射率和三阶非线性极化率 .研究发现该聚合物具有大的三阶非线性光学响应 ,其非线性折射率 (esu)为 1 4 7× 10 - 5,三阶非线性极化率 (esu)为 1 4 4× 10 - 8.从UV vis NIR吸收光谱可知 ,在波长为 532nm的激光照射下 ,PPNB的非线性吸收是双光子吸收 .对比PPNB的纳米薄膜和溶液的三阶非线性极化率和非线性折射率 ,发现纳米薄膜的三阶非线性极化率比溶液的高 2至 3倍 ,而非线性折射率则很接近 。

聚芳香杂环甲烯的三阶非线性光学效应与时间分辨光克尔效应(英文)

合成了一系列聚芳香杂环甲烯 ,包括聚吡咯甲烯和聚噻吩甲烯。采用四波混频法研究材料的共振三阶非线性光学效应 (λ =5 32nm) ,其共振二阶超分子极化率γ三阶非线性光学系数分别达到 10 - 3 0 esu和10 - 8esu 选择具有良好溶解性、成膜性的聚吡咯对二甲氨基苯甲烯 (PPDMAB) ,采用飞秒时间分辨光克尔效应方法研究材料的非共振三阶非线性光学效应 (λ =790nm) 实验表明 ,翠绿亚胺碱溶液的光克尔信号仅表现一超快响应的成分 ,归功于π电子云扭转产生的非共振激发 PPDMAB的非共振二阶超分子极化率γ三阶非线性光学系数分别达到γ =5 .78× 10 - 3 2 esu和 χ(3 ) =1.2 6× 10 - 10

1,3方酸嵌入对称二苯乙烯衍生物的三阶非线性光学性质的理论研究

以量子化学PM3优化构型为基础 ,利用INDO/CI方法研究系列嵌入 1 ,3方酸的对称二苯乙烯衍生物的电子光谱 .并利用INDO/CI-SOS方法计算系列化合物的三阶非线性光学系数γ( -ω ;ω ,-ω ,ω)和γ( 0 ;0 ,0 ,0 )值 ,探讨了γ和分子结构之间的关系 .理论计算结果表明 ,在双推电子基团取代二苯乙烯衍生物中适当地嵌入方酸 ,可使其三阶非线性光学系数有所增加 。

钌(Ⅱ)多吡啶配合物的合成、表征及其三阶非线性光学性质研究

合成了三种含咪唑并[4,5-f]邻菲咯啉（IP）的钌（Ⅱ）配合物,通过元素分析、FAB-MS、1H NMR、UV-vis和电化学对它们进行了表征.运用Z-扫描的实验方法研究了钌（Ⅱ）配合物的三阶非线性折射率n22和非线性吸收系数 α2,并由此计算出它们的三阶非线性系数χ（3）和分子超极化率 γ.分析了分子结构对其三阶非线性光学性质的影响.

系列羟基苯基卟啉化合物三阶非线性光学特性

用Z扫描方法测量了系列羟基苯基卟啉化合物的非线性折射率n2和反饱和吸收系数β,由此算出了三阶非线性极化率(χ3),并分析了分子结构对其三阶非线性光学性质的影响.实验结果表明,它们具有大的反饱和系数和三阶非线性折射率,并且取代基数目和取代位置对实验结果有明显的影响.

新型同分异构芘基查尔酮的理论研究和超快三阶非线性光学响应

合成了3个新型同分异构芘基查尔酮:1-(芘-1-基)-3-(吡啶-2-基)-2-丙烯-1-酮(3a)、1-(芘-1-基)-3-(吡啶-3-基)-2-丙烯-1-酮(3b)和1-(芘-1-基)-3-(吡啶-4-基)-2-丙烯-1-酮(3c)。通过核磁共振波谱仪(NMR)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和液-质联用仪(LC-MS)等技术手段表征3个化合物的结构、热稳定性和线性光学性质和三阶非线性光学吸收性能。结果表明,在532 nm和180 fs条件下,化合物3a-3c均表现出超快三阶非线性光学响应,化合物3c的非线性吸收系数分别是化合物3b和3a的1.14和2.67倍。运用密度泛函理论方法计算了化合物3a-3c的非线性光学性质及其电子性质,结果表明,化合物3c分子具有最大的静态第一超极化率(β0)(2830.9 a.u.),并具有最小的最高占据分子轨道(HOMO)-最低空分子轨道(LUMO)之间的能隙(3.11 eV)和最小的跃迁能(ΔE)(2.67 eV),这与N原子在吡啶环上的位置有关;分子内部均存在电荷转移现象。3个化合物的紫外-可见光谱在450 nm以上无吸收,有良好的热稳定性,在激光防护方面有应用前景。

内含C_(60)的环状卟啉锌双体超分子的结构、电子光谱及三阶非线性光学性质的理论研究

用半经验AM1和PM3方法研究了内含C60 的环状卟啉锌双体的稳定几何构型 .用ZINDO SOS方法对分子的电子光谱 ,三阶非线性极化率进行了计算 .该分子在不同的外场频率下 ,三阶非线性极化率为 48.2 3× 10 -3 4 ～ 65 .15× 10 -3 4 esu 。

含偶氮侧链聚酰胺酸合成及其三阶非线性光学性能

选取苯代三聚氰胺(BGA)和均苯四酸二酐(PMDA)为单体进行微波辐射溶液聚合反应,所得聚酰胺酸(PAA)通过重氮偶合反应引入含偶氮键的侧链,并且通过二次偶合进一步增加偶氮侧链的长度,从而合成新的具有三阶非线性光学活性的侧链型聚合物。通过红外、紫外、元素分析、拉曼等测试方法对接枝聚合物的结构进行了表征。通过简并四波混频飞秒激光系统对各个接枝聚合物的三阶非线性极化率系数进行了测定,考察了含取代基的偶氮侧链的引入对聚合物主链三阶非线性的影响,并考察了侧链上偶氮键的共轭长度对主链三阶非线性的影响。结果表明,侧链上偶氮基团的引入及其长度对提高聚合物主链三阶非线性都具有一定的影响。

可溶性聚(2-甲氧基-5-辛氧基)对苯乙炔的合成及其导电和三阶非线性光学性能

通过双醚化反应、氯甲基化反应和在强碱性条件下进行的脱氯化氢反应 ,制备出可溶性聚 (2 甲氧基 5 辛氧基 )对苯乙炔 (PMOCOPV)。利用红外光谱 (IR)、紫外 可见吸收光谱 (UV Vis)、核磁共振谱 (1HNMR)和凝胶渗透色谱 (GPC)对产物PMOCOPV的结构进行了表征。将I2 、Br2 、FeCl3 和H2 SO4作为掺杂剂 ,对PMOCOPV进行掺杂反应 ,得到了电导率分别为 4 7 2、2 1 6、32 5和 2 7S/cm的掺杂态PMOCOPV。采用简并四波混频 (DFWM )方法研究了PMOCOPV的三阶非线性光学性质。研究发现 ,PMOCOPV具有大的三阶非线性光学效应 ,在 5 32nm下的共振三阶非线性极化率和 10 6 4nm下的非共振三阶非线性极化率 χ(3 ) 分别为 6 8× 10 -10 esu和 1 2× 10 -11esu。

配位聚合物的三阶非线性光学性质

本文概括了配位聚合物的三阶非线性光学性质,并总结了其结构与三阶非线性光学性质之间的关系。对于一维结构的配位聚合物,因配体不同或者中心金属离子的价层电子构型不同可呈现自聚焦或自散焦效应;二维结构配位聚合物的三阶非线性光学性质则与配体和中心金属离子无关,均呈现自聚焦效应;三维结构配位聚合物的自聚焦或自散焦效应主要受中心金属离子价层电子构型的影响。