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几种吡啶盐类有机双光子吸收染料光谱性能研究

作　者: 王东
导　师: 邵宗书
学　校: 山东大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 双光子吸收 非线性透过率 上转换荧光 z-扫描 溶剂效应
分类号: O482.3
类　型: 博士论文
年　份: 2003年
下　载: 376次
引　用: 2次
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内容摘要


双光子吸收即介质通过一个中间虚态同时吸收两个光子的过程。目双光子吸收的概念被提出以来,作为一种非常重要的非线性光学现象,双光子吸收一直受到科学家们的关注。由于其潜在的多方面的实际应用价值,如上转换激光器,光限幅器,双光子荧光成像,三维光信息存储等,迫使科学家们不断探索寻求具有强双光子吸收性能的新材料。自上世纪的中后期以来,具有强双光子吸收性质的有机材料先后被各研究小组发现。在研究这些有机材料分子的结构与其双光子吸收性能关系的过程中,不断总结经验,已经获得了一些具有重要价值的设计强双光子吸收材料分子的指导思想。在这些思想的指导下,双光子吸收材料分子的结构不断得以优化,双光子吸收性能不断得以提高。作为一种应用前景非常广泛的非线性光电子材料,具有强双光子吸收性能的新材料可能是今后一段时期内新材料探索领域内的研究热点之一。 双光子吸收材料的实验测试和理论计算是双光子吸收材料性能表征的重要手段,它们不仅可以区分不同材料间双光子吸收性能的差异,而且还可以从内在机制方面揭示材料具有强双光子吸收性能的根本原因,从而为设计合成性能更加优越的新材料提供一定的指导作用。我们研究组在探索强双光子吸收材料的过程中,先后成功合成了吡啶盐类强双光子吸收染料、有机硼化合物和有机金属配合物等一系列强双光子吸收材料。这些材料中既有对传统双光子吸收材料的继承和发展,又有自己独特的研究体系。本文以吡啶盐类强双光子吸收染料、有机硼化合物和有机金属配合物为研究对象,比较系统地研究了它们的双光子性能与结构的关系。虽然对吡啶盐类双光子吸收染料已有较多的研究,但并不系统,本论文系统研究了吡啶盐系列染料的结构对其线性吸收谱、单光子荧光谱和上转换效率的影响,用非线性透过率和z-scan的方法测试了该系列化合物的双光子吸收截面。这在一定程度上丰富和发展了前人在该方向上的研究成果。有机硼化合物是我们合成的一类新型的双光子吸收材料,本文针对含硼化合物本身的结构特点,采用实验测试和理论计算相结合的方法对含硼化合物的单双光子吸收和辐射性能进行了系统研究,分析了化合物的结构与性能的关系。研究结果对设计合成具有强双光子吸收性能的更为优越的含硼化合物具有

全文目录


目录  4-7
中文摘要  7-11
英文摘要  11-17
第一章 绪论  17-38
  §1.1 双光子吸收的概念及发展历史  17-21
  §1.2 双光子吸收的基本物理过程  21-23
  §1.3 双光子吸收过程的特点及其应用  23-27
  §1.4 染料与双光子吸收  27-29
  §1.5 双光子吸收研究的基本方法  29-33
  §1.6 论文的立题基础与研究意义  33
  参考文献  33-38
第二章 呲啶盐类双光子吸收染料的吸收光谱和辐射光谱  38-51
  §2.1 呲啶盐系列染料的线性吸收性质  38-39
  §2.2 双光子激发的荧光光谱、ASE谱和激射谱的测量  39-41
  §2.3 双光子荧光、ASE和激射的比较  41-43
  §2.4 再吸收效应的影响  43-45
  §2.5 单、双光子辐射谱的比较  45-48
  §2.6 电子给体和阴离子对对单光子荧光性质的影响  48-49
  §2.7 本章总结  49-50
  参考文献  50-51
第三章 吡啶盐类双光子吸收染料上转换效率  51-71
  §3.1 吡啶盐类染料不同强度的上转换效率  51-56
  §3.2 吡啶盐类染料不同泵浦波长的上转换效率  56-58
  §3.3 溶剂对上转换效率的影响  58-59
  §3.4 电子给体和阴离子对上转换效率的影响  59-62
  §3.5 荧光寿命的测量与拟合  62-65
  §3.6 溶剂对双光子荧光寿命的影响  65-68
  §3.7 电子给体和阴离子对双光子荧光寿命的影响  68-69
  §3.8 本章总结  69-70
  参考文献  70-71
第四章 双光子吸收材料的非线性透过率法测试  71-87
  §4.1 非线性透过率的方法测量双光子吸收截面的原理  71-74
  §4.2 各参数对双光子吸收截面的影响  74-78
  §4.3 吡啶盐类染料双光子吸收截面的测试  78-82
  §4.4 不同波长的非线性透过率  82-84
  §4.5 本章总结  84-85
  参考文献  85-87
第五章 双光子吸收材料的上转换荧光法测试  87-104
  §5.1 荧光法测量双光子吸收截面  87-93
  §5.2 双光子吸收材料二次方关系的验证  93-100
  §5.3 双光子激发谱的测量  100-103
  §5.4 本章总结  103
  参考文献  103-104
第六章 双光子吸收材料的z-scan测试  104-119
  §6.1 z-scan的测试原理  104-109
  §6.2 皮秒脉冲激发下的z-scan  109-112
  §6.3 飞秒脉冲激发下的z-scan  112-117
  §6.4 本章总结  117
  参考文献  117-119
第七章 不同系列双光子吸收材料的单、双光子性质研究  119-134
  §7.1 有机硼化合物单、双光子性质研究  119-127
  §7.2 配体与配合物单、双光子性质研究  127-132
  §7.3 本章总结  132
  参考文献  132-134
第八章 溶剂对双光子吸收材料吸收和发光性能的影响  134-147
  §8.1 溶剂效应原理  134-136
  §8.2 溶剂对双光子荧光辐射的影响  136-140
  §8.3 溶剂对双光子激发谱的影响  140-145
  §8.4 本章总结  145-146
  参考文献  146-147
第九章 双光子吸收截面的理论计算  147-162
  §9.1 引言  147-149
  §9.2 理论计算常用的计算方法  149-150
  §9.3 双光子吸收截面的计算方法Ⅰ  150-153
  §9.4 双光子吸收截面的计算方法Ⅱ  153-155
  §9.5 含硼化合物双光子吸收截面的计算  155-160
  §9.6 本章总结  160
  参考文献  160-162
第十章 全文总结  162-166
  §10.1 主要内容  162-163
  §10.2 主要创新点  163-164
  §10.3 不足之处及有待深入研究的问题  164-166
附录Ⅰ 部分染料的编号、结构式和名称  166-172
附录Ⅱ 部分染料的皮秒z-scan结果  172-175
附录Ⅲ 部分染料的输入-透过曲线及拟合结果  175-178
致谢  178-179
攻读博士学位期间发表的学术论文  179-185

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中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 固体物理学 > 固体性质 > 光学性质
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