“多光子吸收四苯乙烯三吡啶Fe(Ⅱ)配合物的合成及ROS探索”实验教学实施结果与探讨

主要介绍安徽大学专门为国家级大学生创新创业训练计划设计的“多光子吸收四苯乙烯三吡啶Fe(II)配合物的合成及ROS探索”实验教学实施结果与探讨。以四苯乙烯三联吡啶Fe(II)配合物的合成为基础,围绕创新和创业两大目标,实现配合物多光子吸收性质创新,探索配合物的ROS性能,评估化学动力学治疗效果。全文以实验为依据,对结果进行分析、反思、判断。结合实验结果,探索配合物在癌症治疗方面的实际应用,使其具有创业潜力。

半导体中多光子吸收跃迁速率的全量子理论分析

本文从非线性光学中辐射跃迁速率的表达式出发,在全量子理论下,导出了半导体中任意阶多光子吸收跃迁速率的一般表达式。理论分析结果表明,n光子吸收跃迁速率与光强的n次方和n阶光子相干度成正比。本文在多能带及二能带理论模型下,对多光子吸收跃迁速率的一般表达式进行了化简,并对非线性相互作用项对跃迁速率的贡献,作了讨论。

扩展卟啉分子的多光子吸收特性

发展关联电子体系的多参考组态相互作用方法,应用态求和的张量方法,计算研究了三种扩展卟啉分子的多光子吸收特性.计算结果表明,通过中间插入噻吩杂环基团,扩展卟啉分子的双光子和三光子吸收峰发生较大红移,对应的吸收截面得到显著的提高,并且三光子吸收截面的增加更为明显;但是由于卟啉环扩大导致分子平面发生扭曲,三光子吸收截面的增大趋势明显减弱.

CHClF_2分子红外多光子吸收的研究

本文全面研究了CHCIF_2分子在9.4μm到10.6μm波长范围內强CO_2脉冲激光照射下的红外多光子吸收实验规律,获得在无碰撞和有碰撞条件下多光子吸收系数与激光频率、激光能量密度及气体压强的关系,观察到多步饱和、超线性吸收及窄共振等现象,证实在分子组合频率处有多光子吸收。利用包含某些碰撞效应的能量主方程对加入Ar气的多光子吸收做理论模拟,用蒙特卡洛法计算,与实验资料符合很好。研究表明CHC(?)F_2在高气压下的超线性吸收主要是激光激发和碰撞消激发多次反复竞争的结果。

用耦合簇运动方程计算分子的多光子吸收截面

简短评述了多光子吸收过程的原理与应用.由于该过程的高度非线性,对于分子的高激发态性质的描述要求很高,因为从本质上讲,这涉及到从低激发态到高激发态的跃迁过程.我们提出了用耦合簇运动方程方法并结合半经验哈密顿参数来计算大分子体系的多光子吸收截面.以蒽-卟啉-蒽分子为例,从激发态之间的跃迁密度分析发现,分子内电荷转移过程可以极大地增强三光子吸收.

半导体材料中的多光子吸收效应研究进展

一般情况下半导体材料可以吸收一个能量大于带隙的光子,使价带中的一个电子跃迁到导带。但是,在某些特殊的情况下,半导体材料也能吸收多个能量小于带隙的光子,使价带中的一个电子跃迁到导带,这就是多光子吸收效应。多光子吸收效应是一种非线性光学效应。该综述首先介绍了多光子吸收效应的理论基础和测试方法,然后回顾了多光子吸收效应的研究成果,最后展望了半导体低维结构中的多光子吸收效应研究,以及潜在的应用前景。

超短脉冲激光诱导透明材料多光子吸收的研究进展

超短激光脉冲可直接诱导透明材料的多光子吸收上转换荧光过程,它在红外探测、新型激光器、海底光学通信、高密度存储以及三维立体显示等前沿的国防和工业科技领域有着广泛的应用。上转换过程的研究目前主要集中在稀土离子和过渡金属离子能级跃迁的机制上,随着机制材料以及受激离子的不同,光子跃迁的机制也不完全相同,因此上转换机制始终伴随着新材料的出现而发展。介绍了上转换过程的种类,将多光子吸收上转换过程用依次吸收与同时吸收进行分类,给出了在实验研究中分辨上转换过程的方法,并讨论了多光子同时吸收的双光子与三光子过程的研究进展和应用,为今后研究不同光功能材料的多光子吸收过程和应用提供了理论依据。

二茂铁基-双酮锌配合物的合成、电化学活性及多光子吸收

合成了具有推-拉电子(D-A)构型的二茂铁基双酮配体(L)及配合物(NHEt_(3))[Zn(L)_(3)]。晶体结构分析表明,二茂铁双酮脱去一个质子,以烯醇式与Zn^(2+)配位,得到-1价的二茂铁双酮基锌配合物。循环伏安和原位红外电化学方法研究发现,(NHEt_(3))[Zn(L)_(3)]发生了两步氧化和一步还原过程:随着氧化过程中电位的增加,其中1个二茂铁(Fc)配体被氧化成Fc^(+),形成D-A不对称结构模式;随着氧化的继续,2个Fc配体也被氧化,3个Fc^(+)与锌中心仍成D-A结构模式,最后将Fc^(+)一步还原成Fc。理论计算结果表明,配合物的电子离域程度高,有利于电荷流动。非线性光学实验结果显示,该配合物在近红外区具有大的双/三光子吸收效应和三阶非线性光学极化率。

二能级原子的多光子吸收

本文讨论了二能级原子中的多光子吸收过程。讨论中引入了A^3微扰项,并将原子的两个能级本身作为“中间能级”处理。结果表明:即使在二能级原子中,吸收任意数光子的过程都是可能的,它们的跃迁几率算式在文中给出。并证明在通常实验条件下,二光子和三光子过程是容易观察到的。

基于量子阻抗Lorentz振子的含芴二茂铁衍生物双、三光子吸收

文中基于量子阻抗洛伦兹振子(Quantum Impedance Lorentz Oscillator,QILO)模型,研究了含芴二茂铁衍生物的单、双、及三光子吸收特性。首先,理论推导并给出了用有效量子数、电子电量及质量和玻尔半径等微观量表示的该振子四、五阶非线性效应参量的计算参考公式。在此基础上,利用QILO模型,通过拟合取代基为R=NO_(2)的含芴二茂铁衍生物分子线性吸收光谱,得到了其在400 nm峰值附近的电子跃迁前后的有效量子数,并进一步推算了该分子的双、三光子吸收截面。数值计算结果显示:该化合物分子在793 nm波长附近的双光子吸收截面为0.49×10^(-20)cm^(4)⋅GW^(−1),在1260 nm和1314 nm附近的三光子吸收截面分别为2.01×10^(-25)cm^(6)⋅GW^(−2)、1.00×10^(-25)cm^(6)⋅GW^(−2),与实验结果均吻合较好。文中结果说明:QILO模型可以较好地描述以NO_(2)作为取代基的含芴二茂铁衍生物的单、双、及三光子的吸收特性。根据QILO模型的“依据介质的线性吸收光谱可以估算其多光子吸收截面”的特点,该模型或许能为寻找具有大的双、三光子吸收截面的材料提供一种可供参考的理论分析方法,降低研究多光子过程的综合实验成本。

GaAs半导体中三光子吸收的非线性光电导测量

采用非线性光电导技术测量2.06μm激光激发的GaAs本征半导体三光子吸收,观察到三光子和单光子吸收的混合光电导,测得了三光子吸收系数.测量结果与理论计算符合较好.

一种新型染料的单光子、双光子和三光子吸收荧光特性研究

随着高功率、超快和可调谐激光技术的发展，多光子吸收技术成为研究材料的光物理特性的一种重要手段。由于在低的激光功率作用下，多光子吸收相对单光子吸收效率很低，人们很难通过直接方法来测量其双光子吸收截面。双光子吸收荧光方法是一种有效的测量双光子吸收截面的方法，人们研究发现大多数情况下，双光子吸收荧光与入射激光功率的平方成正比，同时人们也发现在很高的激光脉冲作用下，荧光强度与入射激光脉冲功率偏离这一关系。

一种推拉型A-D-A蒽衍生物的合成、多光子吸收及荧光性质

一种推拉型A-D-A蒽衍生物9,10-二{4-{2-N,N-二{4-{4-[5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2]苯乙烯基}苯基}胺基}苯乙烯基}蒽(An-BPOAS)由四碘代芳香化合物9,10-二{4-[N,N-二(4-碘苯基)氨基]苯乙烯基}蒽(An-BIPAS)与芳基乙烯通过钯催化Heck偶联反应制备.用飞秒Ti:sapphire激光测定了9,10-二芳基蒽树形分子An-BPOAS的多光子吸收系数和多光子诱导荧光光谱.在1300 nm飞秒激光激发下,An-BIPAS和An-BPOAS的三光子荧光峰分别位于553和539 nm.1300 nm飞秒激光激发下采用非线性透过率法测得An-BIPAS和An-BPOAS的三光子吸收系数分别为0.3×10-5和1.5×10-5 cm3/GW2.测定了树形分子An-BPOAS的线性吸收和荧光性质.实验测定了不同pH值化合物An-BPOAS在DMF/H2O混合溶液中的荧光光谱.化合物An-BPOAS具有良好的荧光性能,可作为性能良好的双光子及三光子吸收及荧光材料.

新型树枝分子的宽带多光子荧光发射

用飞秒Ti∶sapphire激光研究了3个树枝分子1,2,4,5-四(4-N,N-二苯氨基苯乙烯基)苯(TPAB)、1,2,4,5-四[4-N,N-二(4-溴苯基)氨基苯乙烯基]苯(TPAB-Br)和1,2,4,5-四{4-{N,N-双{4-{4-[5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2]苯乙烯基}苯基}氨基}苯乙烯基}苯(TPAB-OXA)的多光子吸收及上转换荧光性质.在二氯甲烷溶液中3个生色团分子TPAB,TPAB-Br和TPAB-OXA在800 nm飞秒光激发的双光子荧光发射波长分别为569,535和621 nm,在1300 nm飞秒光激发的三光子频率上转换荧光发射波长分别为566,534和610 nm,采用非线性透过率法测得在四氢呋喃(THF)溶液中TPAB,TPAB-Br和TPAB-OXA在800 nm和150fs激光激发下双光子吸收截面分别为61.86×10-50,6.19×10-50和65.98×10-50 cm4.s/photon;在1300 nm和80 fs激光激发下三光子吸收截面分别为3.88×10-79,7.76×10-79和27.17×10-79 cm6.s2.树枝分子具有很强的多光子吸收和上转换荧光发射能力,多光子荧光发射波长位于500～600 nm.

ErP_5O_(14)非晶中Er^(3+)离子的三光子荧光现象

全浓度ErP_5O_(14)非晶由于其独特的晶体结构,使其重要的荧光线即未浓度淬灭,又存在较强的能量传递现象。本文用调Q的Nd^(3+)∶YAG 1.06μm脉冲激光,研究了ErP_5O_(14)非晶中Er^(3+)离子的多光子吸收现象,证明Er^(3+)离子吸收1.06μm激光导致了~4I_(15/2)→~2H_(11/2)的直接双光子吸收,并且在激光功率密度较大时,还会导致明显的相继~4I_(9/2)→~4F_(5/2)吸收而产生的相继激发三光子过程。

多光子激励激光扫描显微镜

讨论了多光子显微镜的原理和特征。给出了显微镜的空间分辨率和实际装配图 ,用它观察细胞中的动态情况 ,给出了Ca2 +波在细胞中传送的动态情况的实验结果。

飞秒激光在材料微加工中的应用

本文介绍了飞秒激光的特性以及超短脉冲激光与材料相互作用的机理,并着重指出了其与长脉冲激光的区别。飞秒激光可产生超高光强、具有精确的损伤阈值(并且损伤阈值较低较低)、很小的热影响区、几乎可精密加工所有种类材料,并且,加工精度极高,可进行亚微米尺寸的精密加工。通过分析飞秒激光材料微加工的特性,综述超短脉冲激光材料微加工的应用研究现状。