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含偶氮材料的非线性光学特性研究

王传玉  
【摘要】: 近年来,由于非线性光学有机聚合物材料在光通讯、光调制、传输器件方面广泛的应用前景,并且具有非线性系数高、非线性响应快、成本低、易加工、结构可设计等一些无机晶体无法比拟的优点而被广大科学家们所重视。 本文首先综述了有机化合物非线性光学效应的研究进展和非线性光学材料的应用前景,阐明了这些领域某些需要解决的问题。研究了两种主客体掺杂偶氮聚合物非线性光学性质,分析了它们的光谱特性。用马克条纹法测量了掺杂膜的二阶非线性系数,发现在电子给体和共轭桥相同的情况下,随着电子受体的强度的增加,其非线性系数也随之规律性的增加。 用溶致变色法测定了上述两种偶氮染料的一阶超极化率β和分子偶极矩μ的乘积,研究了取代基的电子效应和分子结构对μβ值的影响。发现偶氮样品的μβ值的大小和用马克条纹法测得的二阶非线性系数有同样的规律。对上面得出的结论给予了佐证。 研究了两种新的共价键联型含偶氮聚合物材料的二阶非线性光学性质。测量了它们的二阶非线性系数,发现两种聚合物都有很大的二阶非线性特性,其中一种含偶氮材料的二阶非线性系数是目前实际应用的无机非线性材料LiNbO3的两倍。我们认为此聚合物有如此大的非线性性质是因为它的发色团含量高并且发色团的间距大导致了偶极矩作用较小,易于通过电晕极化使偶极子趋于排列。 利用一种偶氮苯侧链聚合物液晶光学材料,对偏振全息记录进行了研究。我们利用两束正交的532nm圆偏光在样品中记录了纯偏振光栅。对于厚度为10μm的样品薄膜,其衍射效率可高达31.8%。研究发现,所记录全息光栅可转变读出光波的偏振态,同时衍射信号的强度与读出光波的偏振态密切相关。


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