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《中国科学院研究生院(理化技术研究所)》 2007年
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蒽醌和蒽衍生物双光子聚合引发剂的合成与性能研究

邢金峰  
【摘要】: 双光子聚合三维微加工成功地利用了双光子吸收的特点,使聚合仅限于焦点附近极小区域内,加工分辨率高,而且双光子聚合的光源为近红外激光,长波长的入射光损耗较小,在介质中穿透性好。因此,利用该技术可在含有光引发剂、聚合单体和交联剂的树脂体系内进行深层次的三维光刻,即三维微加工。双光子聚合的核心部分是双光子聚合的光敏引发体系,它决定了双光子聚合的引发效率,对降低双光子聚合三维微加工的激光能量和提高加工速度具有决定性作用。传统的紫外光聚合引发剂双光子吸收截面较小,需较高的激光能量才能引发聚合,导致聚合反应难以控制,且易造成对微结构的光损伤。因此,新型高效双光子聚合引发剂的开发成为双光子聚合研究的热点。各种新型的双光子聚合引发剂不断被报导,具有比传统的紫外光聚合引发剂更好的引发效果。然而目前报导的双光子聚合引发剂仍难以满足进一步降低双光子聚合激光能量和提高加工速度的要求。 本论文研究目的是合成新型高效双光子聚合引发剂,研究它们的单光子和双光子光学性质、双光子聚合引发特性,引发剂引发聚合活性与双光子聚合分辨率之间的关系,以及聚合单体对双光子聚合特性的影响。以期发现新的规律,寻找新的方法,促进双光子聚合三维微加工技术的进一步发展。 本论文由七章组成,各章具体内容如下: 第一章:本章详细的介绍了相关研究背景。阐述了光聚合和微加工、双光子吸收过程和应用、双光子聚合三维微加工的研究进展。分析了目前双光子聚合三维微加工存在的问题,阐述了本论文的研究目的和意义。 第二章:对双光子聚合引发剂研究进展进行了综述,提出了本论文的分子设计。分别设计了C2V型的D-π-A-π-D (I_1-I_4)和A-π-A-π-A(I_5-I_7)型蒽醌衍生物双光子聚合引发剂与D-π-D-π-D(II_1-II_3)和A-π-D-π-A(II_4-II_5)型蒽衍生物双光子聚合引发剂。 第三章:合成了C_(2v)型蒽醌衍生物双光子聚合引发剂(I_1-I_7),研究了它们的单光子和双光子光谱性质。I_1和I_2显示出强的电荷转移谱带和低的荧光量子产率,且在800 nm具有大的双光子吸收截面,分别为1635和995 GM。I_3, I_4, I_6和I_7双光子吸收截面较小,均小于100 GM。 第四章:合成了C2v型蒽衍生物双光子聚合引发剂(II_1-II_5)。研究了它们的单光子和双光子光谱性质。II_1荧光量子产率较低,且在700-850 nm之间双光子吸收截面远大于其它蒽衍生物的,最大吸收位于750 nm,为466 GM。 第五章:本章包括四方面的研究内容。一是蒽醌衍生物双光子聚合引发剂的引发聚合特性。I_1, I_2和I_6引发活性较高,在树脂中用量为0.03 mol%时,引发聚合的阈值分别为2.02、2.53和2.53 mW。I_1和偶苯酰在树脂中的含量为0.05 mol%时,引发聚合的阈值分别为2.02和12.72 mW。二是蒽衍生物双光子聚合引发剂的引发聚合特性。II_1和II_2具有较高的引发聚合活性,在树脂中用量为0.18 mol%时,引发聚合阈值分别为0.64 mW和1.6 mW。偶苯酰用量为0.18 mol%时,引发聚合阈值为6.37 mW。II_1的引发聚合活性比偶苯酰高一个数量级。提出了II_1和II_2高引发聚合活性的机理。含有0.18 mol% II_1的树脂在1000μm/s扫描速度下,仅用2.53 mW的激光能量即可聚合成连续的线。II_1比I_1具有更高的引发聚合活性。三是引发剂引发聚合活性与双光子聚合分辨率之间的关系。发现了高的引发聚合活性有助于提高双光子聚合分辨率的规律。使用II_1作为双光子聚合引发剂,在50μm/s的扫描速率和0.80 mW的激光能量下,将双光子聚合的分辨率提高到了80 nm。采用高活性引发剂提高双光子聚合分辨率的优点在于提高分辨率的同时降低了聚合的激光能量。理论计算表明,随着聚合能量降低,特别是低于0.8 mW时,分辨率将急剧提高。四是聚合单体对双光子聚合特性的影响。单体对树脂的双光子聚合阈值和分辨率均有影响。双光子共聚合的方法可有效地提高双光子聚合的分辨率。 第六章:对本论文的研究工作和结果进行了总结,并对未来研究进行了展望。第七章:测试与合成部分。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(理化技术研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TQ314.241

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宋云夺;发展中的微加工技术[J];光机电信息;2003年09期
2 王涛,施盟泉,李雪,吴飞鹏;双光子光聚合技术及其研究进展[J];感光科学与光化学;2003年03期
3 孟怀东,阴金香,洪啸吟;用于立体光刻的光聚合材料及其发展[J];功能材料;1997年03期
4 路平;王广春;赵国群;;光固化快速成型精度的研究及进展[J];机床与液压;2006年05期
5 邱元武;;光子学在材料加工中的应用[J];激光与光电子学进展;2006年07期
6 潘传鹏,周明,刘立鹏,蔡兰,刘会霞,任乃飞,高传玉,王亚伟;双光子微加工技术与应用研究[J];纳米技术与精密工程;2004年04期
7 朱江峰;魏志义;;飞秒激光精密微纳加工的研究进展[J];物理;2006年08期
8 于殿泓,魏正英,郭俊杰,卢秉恒,山本昌彦;微机械及微细加工方法的研究[J];西安理工大学学报;2001年01期
9 王翔,沈连婠,赵钢,胡玉禧,李川奇;三维微细光刻成型技术及其发展概况[J];现代机械;2001年02期
10 孙小英;立体光造型法用光固化树脂的研究述评[J];浙江科技学院学报;2002年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张成云;;飞秒激光诱导金属表面结构化研究新进展[J];材料导报;2010年S2期
2 董贤子;赵震声;段宣明;;周期渐变型准金刚石结构光子晶体的双光子聚合纳米加工技术[J];材料工程;2008年10期
3 靳伟;董贤子;赵震声;段宣明;;多光子纳米加工中激光扫描条件对金属微纳结构的影响[J];材料工程;2011年12期
4 贾宝贤,王振龙,赵万生;基于特种加工的微细制造技术[J];电加工与模具;2003年04期
5 刘立鹏,周明,戴起勋,潘传鹏,蔡兰;飞秒激光三维微细加工技术[J];光电工程;2005年04期
6 张琳琳;莫健华;甘志伟;黄树槐;;一种新型脂环族环氧树脂丙烯酸酯的紫外光固化[J];高分子材料科学与工程;2005年06期
7 李成文;张晨;杜中杰;励杭泉;;三乙烯基封端有机硅改性聚氨酯预聚物的合成与光固化性能表征[J];高分子材料科学与工程;2007年05期
8 黄文浩;朱兰芳;陈宇航;言峰;周明;王翔;;基于原子力显微镜的PMMA飞秒激光纳米加工[J];光学精密工程;2007年12期
9 龚莹,蒋中伟,周拥军,袁大军,黄文浩,李艳秋,夏安东;飞秒激光双光子微细加工技术及研究现状[J];光学技术;2004年05期
10 杨海峰;周明;戴娟;狄建科;赵恩兰;;Performance testing of log pile photonic crystal fast-fabricated by direct femtosecond laser writing[J];Chinese Optics Letters;2008年11期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 黄笔武;;SOMOS11120型光敏树脂黏度测试、红外光谱表征及光敏性研究[A];第九届中国辐射固化年会论文集[C];2008年
2 黄笔武;翁子骧;姜安坤;谌伟庆;;立体光刻快速成形SL5510型光敏树脂性能研究[A];第13届全国特种加工学术会议论文集[C];2009年
3 刘杰;赵清;;快速成型制件精度的影响因素分析[A];第九届沈阳科学学术年会论文集[C];2012年
4 刘杰;赵清;;快速成型制件精度的影响因素分析[A];第九届沈阳科学学术年会论文集(信息科学与工程技术分册)[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵宁;有机双光子材料的合成及其在生物荧光探针和光聚合中的应用[D];山东大学;2010年
2 田丰;微纳光纤直写技术研究[D];浙江大学;2010年
3 曾永彬;屏蔽模板随动式微细电铸技术的基础研究[D];南京航空航天大学;2008年
4 刘勇;微细电解铣削加工技术的基础研究[D];南京航空航天大学;2010年
5 韩婕;基于生物模板的光功能复合材料研究[D];上海交通大学;2012年
6 王涛;茂铁型阳离子光引发剂的研究[D];北京化工大学;2003年
7 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
8 龚小竞;飞秒激光加工微光学器件若干关键问题研究[D];中国科学技术大学;2007年
9 孙正滨;聚合物纳米复合材料制备与激光微结构加工研究[D];中国科学院研究生院(理化技术研究所);2007年
10 武杰;新型苄叉环戊酮类双光子聚合敏化染料的合成及性质研究[D];中国科学院研究生院(理化技术研究所);2007年
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1 吴宗南;混杂紫外光固化树脂的合成及其性能研究[D];南昌航空大学;2010年
2 张伟凤;舌侧正畸数字化排牙及个性化托槽结构设计与分析[D];山东大学;2011年
3 吴彬;仿生粘性材料的制备与力学性能研究[D];南京航空航天大学;2010年
4 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
5 刘世杰;厚胶光刻技术研究[D];四川大学;2004年
6 谢璇;紫外光光固化成形用混杂光敏树脂的研制[D];华中科技大学;2004年
7 刘驰;DMD用于数字光刻成像研究[D];四川大学;2005年
8 刘立鹏;飞秒激光双光子三维微细加工和超快检测技术的研究[D];江苏大学;2005年
9 吕波;阳离子/超低温光聚合动力学的研究[D];武汉大学;2005年
10 甘雪松;新型蠕动式微细电火花加工装置开发及实验研究[D];上海交通大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张兴,郝一龙,李志宏,王阳元;跨世纪的新技术——微机电系统(MEMS)[J];电子科技导报;1999年04期
2 于晓强,王春,赵显,王筱梅,延云兴,方奇,邵宗书,蒋民华,孙渝明,刘恩泉;强双光子吸收引发的聚合反应[J];高等学校化学学报;2000年12期
3 赵毅;激光快速成型中光敏树脂特性的实验研究[J];高分子材料科学与工程;2004年01期
4 洪啸吟;冯汉保;;鎓盐阳离子光敏聚合[J];高分子通报;1989年01期
5 蒋中伟,袁大军,祝安定,夏安东,黄文浩,褚家如,刘允萍;双光子三维微细加工技术及实验系统的开发[J];光学精密工程;2003年03期
6 李元超,邓攀,赵万华,卢秉恒;高精度光固化快速成形系统关键技术研究[J];机床与液压;2003年05期
7 杨建军;飞秒激光超精细“冷”加工技术及其应用(续)[J];激光与光电子学进展;2004年04期
8 陈剑虹,朱东波,马雷,卢秉恒;光固化法快速成型技术中的紫外光源[J];激光杂志;1999年06期
9 赵毅,卢秉恒;振镜扫描系统的枕形畸变校正算法[J];中国激光;2003年03期
10 习俊通,周满元,严隽琪;基于STEP的非均匀自适应分层方法[J];计算机集成制造系统-CIMS;2004年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 C.P.A.Wapenaar;张雷;;交叉排列数据的三维偏移:分辨率和振幅特性[J];国外油气勘探;1998年03期
2 柴书常;;地震采集与采集系统[J];物探装备;1999年03期
3 郭树祥;;高分辨率地震资料处理中的优化速度分析方法[J];油气地球物理;2003年03期
4 朱元泓,王利婕,张旭亮;保证阶调一致性的正确晒版范围的分析方法[J];武汉大学学报(信息科学版);2005年11期
5 ;Xbox360选购指南[J];数字生活;2006年03期
6 徐仲宝;袁胜军;张会欣;姚兴耀;;留北地区二次三维地震资料采集方法研究[J];勘探地球物理进展;2006年02期
7 宁松华;;利用高分辨率地震反演研究薄砂岩储层[J];石油天然气学报;2006年02期
8 张科;王永刚;高磊;黄立良;;准噶尔盆地W_X断裂带三维地震资料连片处理效果分析[J];中国西部油气地质;2006年04期
9 孙喜平;李凌锋;郭振华;;地震原始记录量化评价研究[J];石油天然气学报;2006年03期
10 张仁英;;SGIA06展会新产品多彩炫目[J];丝网印刷;2007年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 蔡伟建;刘西琳;;莫尔条纹技术测量相位物体的灵敏度和分辨率分析[A];第七届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2009年
2 潘仲韬;刘卫宏;唐金丽;;BaF_2晶体性能测量[A];第7届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集(一)[C];1994年
3 袁成清;李健;韦习成;周洪澍;贺石中;;图象数字化处理系统在铁谱技术中的应用[A];'99摩擦学表面工程学术会议论文集[C];1999年
4 邬达理;;提高大炮检距资料分辨率和信噪比的技术探讨[A];油气地球物理实用新技术——中国石化石油勘探开发研究院南京石油物探研究所2004年学术交流会论文集[C];2004年
5 谢春建;戴义保;潘永波;;分布式光纤温度传感器设计中的关键技术[A];全国自动化新技术学术交流会会议论文集(一)[C];2005年
6 张耀举;叶雪华;;半球形和超半球形固体浸没透镜光场分布比较[A];浙江省光学学会第九届学术年会暨新型光电技术青年论坛论文集[C];2005年
7 罗晓莉;刘士彦;周劼;;基于DSP和DDS的扩频信号源的实现[A];中国工程物理研究院第七届电子技术青年学术交流会论文集[C];2005年
8 杜国军;王永梅;王英鉴;;多普勒干涉仪的光学系统设计[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十九次学术会议论文集(上册)[C];2006年
9 李芳;朱宗文;王跃川;;超支化聚酯用于光致聚合物全息材料研究[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2007年
10 屈八一;王黎黎;李智奇;周渭;;基于相位重合现象的分辨率在十皮秒量级的比相仪[A];2007'仪表,自动化及先进集成技术大会论文集(二)[C];2007年
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1 方成亮;理性选购:释疑用户五大困惑[N];中国计算机报;2007年
2 木子;主流扫描仪冲击“质”与“速”[N];中国企业报;2003年
3 项雨;数码照片打印有标准[N];中华工商时报;2003年
4 ;PK你的传统视界[N];电子资讯时报;2006年
5 丁虹;购买液晶电视谨防术语误导[N];福建科技报;2007年
6 湖南 薛凌云;教你玩转奥运高清[N];电脑报;2008年
7 周雪;高清:还原视听感受[N];电脑商报;2008年
8 江苏 李兵;选LCD?还是选CRT?[N];电脑报;2003年
9 刘亮 张亮;改善你的扫描效果[N];电脑报;2004年
10 ;信利MP4HD900试用手记[N];电脑报;2005年
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1 邢金峰;蒽醌和蒽衍生物双光子聚合引发剂的合成与性能研究[D];中国科学院研究生院(理化技术研究所);2007年
2 王凯;谱域光学相干层析成像方法与系统研究[D];浙江大学;2010年
3 吴彤;扫频光学相干层析成像方法与系统研究[D];浙江大学;2011年
4 赵宁;有机双光子材料的合成及其在生物荧光探针和光聚合中的应用[D];山东大学;2010年
5 江旻珊;先进眼科多模态成像技术研究[D];上海交通大学;2011年
6 高非;高双光子吸收截面有机半导体材料的设计、合成与表征[D];兰州大学;2010年
7 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
8 徐红;应用共聚焦激光技术对胃癌细胞荧光成像的研究[D];吉林大学;2010年
9 吴文娟;极紫外和软X射线窄带多层膜的研究[D];同济大学;2007年
10 李鹏;光学相干层析术理论与实验研究[D];南京理工大学;2010年
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1 王释伟;新型PIN硅半导体探测器的辐射损伤研究[D];兰州大学;2006年
2 李景艳;侧视人工流产内窥镜系统的研制[D];西南大学;2006年
3 冯兵;探地雷达系统的优化设计[D];电子科技大学;2006年
4 张小兵;手持式光纤故障诊断仪的研究与设计[D];华东师范大学;2008年
5 张宏伟;多触点抗强光干扰红外触摸屏的设计与验证[D];电子科技大学;2009年
6 任丽;微光成像仪的设计[D];天津大学;2006年
7 张朝霞;高斯射线束在工程物探中的应用及研究[D];成都理工大学;2007年
8 张艳丽;含电子给体的蒽基齐聚物及共聚物的合成及大双光子吸收截面[D];青岛科技大学;2010年
9 王倩倩;基于三维场景重建的分辨率研究[D];北京科技大学;2009年
10 邹恒;基于时域和频域的光学相干层析成像系统的研究[D];南京航空航天大学;2010年
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