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《山东大学》 2003年
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新型强双光子聚合引发剂的设计、合成及周期性微结构的制作

延云兴  
【摘要】:近年来,双光子聚合反应的光化学和物理过程正引起国内外学者的高度重视,其潜在的应用前景诸如光限幅、双光子上转换激射、双光子荧光显微术、三维光存储以及三维微加工正成为材料领域研究的热点。这些应用主要依赖于双光子吸收强度与入射光强度的平方成正比,在紧聚焦的情况下,吸收仅限于入射光波长的立方(λ~3)的微小体积内。这些特征使基于双光子吸收的聚合反应成为制造具有三维空间选择性的光子晶体、微机械、零域值激光器以及多通道光波导的有效工具。 对于自由基引发的双光子聚合反应,聚合速率与引发聚合反应的激光能量域值以及引发剂分子的吸收行为有关,其激发波长一般为单光子吸收波长的两倍。虽然双光子聚合技术利用传统的紫外光引发剂引发聚合树脂在三维微加工方面得到了初步的展示,但由于引发剂分子的双光子吸收截面δ比较小(一般地,δ≤10×10~(-50)cm~4 s/photon),因此聚合系统显示出较低的光敏度。目前,双光子聚合反应的聚合机理以及引发剂分子的结构和性质的关系尚不清楚,因此有效的引发剂分子并不多见。基于此,Albota和Reinhardt等人提出利用增大双光子吸收截面的方法来提高引发剂分子的光敏度。即,增加共轭链的长度、提高电子给体和电子受体的强度和提高π共轭中心母体的平面性来增大分子的双光子吸收截面。根据这个设计方法,一批带有大共轭电荷转移体系的引发剂分子被合成出来。量化计算表明,增加带有同一结构基元分子的维度有利于提高分子的双光子吸收截面,最近报道的实验结果也证明了这一点。 本文在D-π-D,D-π-A,D-π-D-π-D和A-π-D-π-A结构框架下,设计合成了二十余个新的引发剂分子,并系统地研究了其线性和非线性光学性质,总结了一些规律。实验证明,这些化合物分子都是较好的双光子吸收材料和有效的双光子引发剂,其引发聚合反应的激发波长覆盖从600到830nm,相应的双光子荧光范围从蓝紫光到黄光范围。通过量化计算得到了分子在气相时电荷转移态的电荷密度转移图,有效地解释了其聚合机理,结论和Cumpston等人的理论相吻合。
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TB34

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【引证文献】
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1 杨林;咔唑双酮类配合物合成表征与光电性质研究[D];安徽大学;2006年
2 韩胜元;配合物非线性光学晶体密度泛函理论研究[D];中国石油大学;2007年
【共引文献】
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1 田玉鹏,孙梅,施鹏飞,周虹屏,张居舟;一种具有双光子活性的新型有机配体的合成[J];安徽大学学报(自然科学版);2004年06期
2 贾志道;黎江;杨晓春;王荣;刘树凡;陈先禄;张金玉;刘渝根;;光纤传感200kV高压测试浅探[J];半导体光电;1989年01期
3 宁国斌,梁柱,刘金刚;激光动态外锥折射研究[J];长春光学精密机械学院学报;1997年03期
4 陈春荣,王学荣;晶体的半波电压消光比测试及微机管理系统[J];长春光学精密机械学院学报;2001年04期
5 单成玉,宁国斌,金光勇;宽脉冲1.06μm激光高重频电光调Q研究[J];长春理工大学学报;2004年03期
6 宁国斌;梁伟;;连续抽运Nd:YAG激光高重频电光调Q研究[J];长春理工大学学报;2005年04期
7 阙文修,田玉江,简水生;一种新型光纤电流传感器的研制[J];传感技术学报;1992年01期
8 江容容;丁春峰;赵兴涛;;基于MgO:LiNbO_3晶体的THz波参量振荡器理论设计[J];燕山大学学报;2011年02期
9 林洁;黄旭明;;数据挖掘技术在晶体材料结构与性能关系研究中的简单应用[J];电脑知识与技术;2011年12期
10 刘伟;;各向同性介质包覆单轴晶体TM波表面传播模式存在条件研究[J];佛山科学技术学院学报(自然科学版);2009年04期
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1 朱化凤;高鸿奕;谢红兰;陈建文;徐至展;;飞秒脉冲全息术进展[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
2 商未雄;何庆声;金国藩;;盲均衡化方法降低体全息存储系统中的页内串扰[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
3 金光勇;范薇;王超;杜强;张海波;宁国斌;梁柱;;固体激光高重复率电光Q开关研究[A];2007年先进激光技术发展与应用研讨会论文集[C];2007年
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1 付申成;键裂解型有机全息存储介质的光电特性研究[D];长春理工大学;2010年
2 孙贵花;DLATF晶体的生长和性能研究[D];山东大学;2011年
3 王耀川;有机共轭体系的双光子荧光及激发态动力学研究[D];复旦大学;2010年
4 闫刚印;SiO_2系列三维光子晶体的自组装制备与光学性质的研究[D];兰州大学;2011年
5 江竹青;光折变晶体中高密度全息存储热固定技术的研究[D];北京工业大学;2003年
6 邵永红;光学梳状滤波器技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2004年
7 李岩;光子晶体及其应用的数值模拟研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2004年
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9 周宗辉;原位复合钙钛矿/钨青铜复相材料的形成及介电与热释电性能研究[D];浙江大学;2005年
10 万玉红;盘式体全息存储关键技术研究[D];北京工业大学;2005年
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1 祁晓慧;几种有机双光子齐聚物的超快动力学研究[D];吉林大学;2011年
2 冷曼;晶体锥形折射及其应用的研究[D];长春理工大学;2011年
3 张琼;以离子识别和生物学作用为导向的强双光子效应嘧啶衍生物的设计合成[D];安徽大学;2011年
4 严桂钟;液晶缺陷一维光子晶体微谐振腔的调谐特性[D];温州大学;2010年
5 劳慧颖;飞秒激光诱导金属和铁电晶体表面烧蚀及畴反转的研究[D];上海交通大学;2011年
6 许自一;高重复频率电光调Q激光器的研究[D];华中科技大学;2011年
7 赵维峰;咔唑/蒽衍生物的制备及性能研究[D];苏州大学;2011年
8 张惠军;小型全息存储器的设计和验证[D];北京工业大学;2000年
9 王晓洋;KTP晶体生长及电光性能的研究[D];武汉理工大学;2002年
10 刘会军;有机/无机复合吡啶盐的分子设计、合成表征及性质研究[D];安徽大学;2003年
【同被引文献】
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1 李宁,郑建邦,曹猛,封伟,刘效增,吴洪才;共轭聚合物聚苯胺三阶非线性的研究进展[J];半导体光电;2001年04期
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3 宁红霞,许东,吕孟凯,袁多荣,王新强,张光辉,程秀凤,杨兆荷;蓝紫光倍频晶体ZCTC晶体生长与透过性质研究[J];功能材料与器件学报;2002年03期
4 刘伟良,夏海瑞,王新强,许东;硫氰酸镉锌晶体的振动光谱和结构[J];光散射学报;2004年01期
5 张光辉,许东,吕孟凯,袁多荣,王新强,孟凡青,郭世义,任诠;用ZCTC晶体倍频半导体激光的紫光输出[J];光学学报;2001年03期
6 吴杰颖,田玉鹏,张银汉,段春迎,谢复新,倪诗圣;脱基硫代甲酸酯配合物的合成、晶体结构、光谱及三阶非线性光学性质研究[J];化学学报;1999年02期
7 卞祖强,高德青,关敏,辛颢,李富友,王科志,金林培,黄春辉;不同邻菲洛琳衍生物作为中性配体的三元铕配合物电致发光性质研究[J];中国科学(B辑 化学);2004年02期
8 刘友文,刘立人,周常河,徐良瑛;双掺杂和三掺杂铌酸锂晶体稳定全息存储的实验研究[J];中国激光;2001年02期
9 夏海平,王金浩,章践立,张约品,聂秋华;Co~(2+)∶LiNbO_3晶体的坩埚下降法生长及其光谱性质[J];中国激光;2005年07期
10 张建忠,周玉美,王鼎盛;二元化合物内聚能的线性化缀加平面波能带方法的计算研究(英文)[J];计算物理;2000年05期
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1 王新强;双金属硫氰酸盐配合物晶体的生长和性质研究[D];山东大学;2002年
【二级引证文献】
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2 杨虹;黄文奇;卢贵武;于肇贤;;CNGS和CTGS晶体电子结构及成键特性的第一性原理研究[J];人工晶体学报;2010年05期
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10 谢庆兰,贺晞林,贺水济,苏桂香,方小牛;双(三烃基锡)二元羧酸酯的合成、结构和农药活性普筛[J];化学学报;1999年02期
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1 牛淑云;隋丽丽;吕春欣;金晶;杨光第;叶玲;;系列Ag-Ln配聚物的研制及光物理研究[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(上册)[C];2006年
2 林森;江玉春;修小萍;李少华;黄惠民;;环己基(三甲基硅基亚甲基)锡二芳香酸酯的合成、结构和抗癌活性[A];中国化学会第26届学术年会有机化学分会场论文集[C];2008年
3 林森;郑剑霞;李飞;邓瑞红;何小立;;二丁基(三甲基硅亚甲基)锡芳香酸酯的合成、结构和生物活性[A];中国化学会第26届学术年会有机化学分会场论文集[C];2008年
4 陈雄;邓昌健;苏利霞;许新华;;2-(3-替加氟)乙氧基-2-硒-1,3,2-二氧磷杂环戊烷的合成[A];有机合成创新—产业化的新动力——中国化学会全国第三届有机合成化学与过程学术讨论会论文摘要集[C];2010年
5 王敏;吴广利;吕建军;王志强;万宝杰;;新N-取代-α-氨基膦酸的合成及除草活性[A];中国化工学会农药专业委员会第八届年会论文集[C];1996年
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1 延云兴;新型强双光子聚合引发剂的设计、合成及周期性微结构的制作[D];山东大学;2003年
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