收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

多重限幅机制的非线性光学功能材料的设计、制备及性能研究

王爱健  
【摘要】:设计和制备基于非线性光学原理的功能材料是基础科学和应用科学领域极具挑战性的研究热点和发展方向。卟啉、石墨烯及多壁碳纳米管均具有独特的非线性光学(含光限幅)性能。在综述卟啉、石墨烯及碳纳米管等非线性功能材料研究现状的基础上,提出简化制备步骤,将多种机理的非线性功能材料加以复合更有利于制备激光防护材料。基于此,本文制备了一系列具有多重非线性机理的基于卟啉或双光子吸收发色团的非线性光学功能材料并研究了它们的非线性光学(含光限幅)性能。 第二章制备了首个基于卟啉的V形D-π-A-π-D化合物,并利用Z-扫描技术研究了它在532nm的4ns和21ps激光脉冲下的非线性光学吸收性能。研究发现,在相同的实验条件下,该化合物显示出比锌卟啉更强的非线性光学性能。这个增强的效应归因于邻苯二甲腈基团的引入。通过引入邻苯二甲腈基团,氰基作电子受体卟啉为电子给体,形成了高效的供体-受体电子对。这一研究结果为今后新型金属有机非线性光学功能材料的设计和制备提供了一个值得借鉴的思路。 第三章采用一种简单的合成方法制备了含有较强双光子吸收发色团的卟啉化合物。通过研究该化合物的荧光发射性能,发现了由D-π-A-π-D嘧啶基团到卟啉中心的较强的荧光共振能量转移现象。通过研究它的光物理性能,发现其非线性光学吸收(含光限幅)性能远远优于其前驱体。增强的非线性光学性能归因于卟啉单体的反饱和吸收及由嘧啶基团到卟啉的荧光共振能量转移。研究结果说明卟啉材料非线性光学性能的提高可以通过调整分子的结构来实现。 将卟啉与石墨烯结合制备有机-无机杂化光限幅材料是非线性光学功能材料的发展趋势。基于此,第四章主要内容是从卟啉的轴向上对氧化石墨烯进行修饰,并研究了它们的光学物理(含光限幅)性能。将卟啉共价连接到氧化石墨烯表面显著的提高了石墨烯材料在普通有机溶剂中的溶解性和分散稳定性。Z-扫描实验表明卟啉和氧化石墨烯组合在一起,可以显著提高其在纳秒和皮秒波段的非线性光学性能。增强的非线性光学性能应该归因于石墨烯的非线性散射或双光子吸收、卟啉单体的反饱和吸收及供体卟啉到受体石墨烯的光诱导电子或能量转移的累积效应。 第五章通过溶液法对氧化石墨烯进行共价修饰,制备出基于V形D-π-A-π-D嘧啶双光子吸收发色团的氧化石墨烯杂化材料,并通过红外光谱和拉曼谱图进行了表征。V形D-π-A-π-D嘧啶分子与氧化石墨烯以酯键共价结合得到杂化材料GO-Pyridine.用多种物理和光谱技术手段证明了V形嘧啶分子以共价形式连接在氧化石墨烯表面。在高强度激光下,GO-Pyridine表现出较强的散射特性,这来源于化合物中氧化石墨烯部分。同时该材料也表现出较强的非线性吸收性能,这个增强的效应归因于嘧啶基团的激发态吸收、石墨烯的非线性散射及嘧啶基团到氧化石墨烯的光诱导电子或能量转移的累积效应。 第六章通过卟啉上的醛基与多壁碳纳米管表面进行1,3-偶极环化加成反应得到MWNTs-TPP复合材料,并且Z-扫描结果表明这个材料具有比卟啉单体更强的非线性响应。利用红外光谱、紫外-可见吸收光谱、稳态荧光光谱和拉曼光谱等技术手段对其进行了表征,证明卟啉是以共价形式连接在多壁碳纳米管表面。对于纳秒激光脉冲,卟啉修饰的多壁碳纳米管复合材料显示出优异的光限幅特性。结果说明,有机-无机杂化材料在非线性光学领域的优势,为提高和改善杂化非线性光学功能材料的非线性光学性能提供了依据。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 肖敏,杜续生,孟跃中,张世震;新方法合成导电聚芳双硫醚/石墨剥离纳米复合材料(英文)[J];中山大学学报(自然科学版);2003年S1期
2 杜续生,肖敏,孟跃中,Hay A S;新方法合成聚芳双硫醚/石墨导电纳米复合材料(英文)[J];中山大学学报(自然科学版);2003年S1期
3 ;美科学家设计出简便快速的纳米电线制造方法 只需加热即可将氧化石墨烯转为导电物质[J];光机电信息;2010年06期
4 黄颖霞;周宁琳;李利;刘颖;魏少华;沈健;;石墨层间化合物的合成及其结构研究[J];南京师大学报(自然科学版);2005年04期
5 黄萍珍;莫羡忠;;聚合物/氧化石墨纳米复合材料的研究进展[J];化工技术与开发;2006年09期
6 连锦明,童庆松,郑曦,胡光辉,王水菊;电解氧化法膨胀石墨形成机理研究[J];化学研究;2000年02期
7 史娟玲;高建荣;盛卫坚;贾建洪;王淑英;;对称型双偶氮蒽醌三阶非线性光学材料的合成[J];浙江工业大学学报;2006年05期
8 李波;邹艳红;刘洪波;;Ni/石墨纳米复合材料的制备及微波吸收性能研究[J];炭素技术;2007年04期
9 徐庆君;;同成份掺铟铌酸锂晶体中紫外光致吸收的研究[J];枣庄学院学报;2007年05期
10 胡小永;江萍;杨宏;龚旗煌;;超快速可调谐有机非线性光子晶体——饶毓泰基础光学二等奖介绍[J];物理;2008年04期
11 蔡志彬;高建荣;项斌;;3种偶氮化合物的合成及三阶非线性光学性能[J];材料导报;2008年06期
12 程顺喜;马文石;;磺化聚醚醚酮/氧化石墨复合膜的制备与表征[J];合成材料老化与应用;2009年03期
13 夏娟;唐定兴;;氧化石墨片层中含氧官能团的探讨[J];安徽工程大学学报;2011年01期
14 古玲;赵建国;孙占国;李江;郭永;;氧化石墨烯的制备及其负载抗感染药物的研究[J];纳米科技;2011年02期
15 曹阳;王友良;王学业;;分子二阶极化率计算程序[J];计算机与应用化学;1991年03期
16 韩聚广,姜中宏,范康年,刘凡镇;NLi_n化合物分子结构及非线性光学电极化率的AB INITIO计算研究[J];化学物理学报;1995年03期
17 李金萍;卢克清;赵卫;杨延龙;朱香平;过晓辉;;有偏压中心对称光折变晶体中的屏蔽孤子[J];光子学报;2006年02期
18 蔡志彬;高建荣;李小年;;3种具有D-π-A-π-D构型化合物的合成及三阶非线性光学性能[J];功能材料;2007年01期
19 张大勇;刘仓理;李剑峰;骆永全;罗飞;刘海涛;沈志学;周维军;;激光在手性染料液晶中的传输效应研究[J];激光杂志;2007年01期
20 杨永岗;陈成猛;温月芳;杨全红;王茂章;;氧化石墨烯及其与聚合物的复合[J];新型炭材料;2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 高云燕;李海霞;曹露;;化学修饰多壁碳纳米管增强辣根过氧化酶的催化活性[A];中国化学会第28届学术年会第11分会场摘要集[C];2012年
2 徐洪耀;光善仪;李村;苏新艳;;功能聚炔的设计及光限幅性能研究[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
3 卢灿辉;耿亚敏;梁梅;;聚苯胺/多壁碳纳米管/牛皮纸复合材料的制备[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
4 方敏;徐洪耀;周月明;;新型聚丙烯酸酯的制备与非线性光学性能[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅰ[C];2004年
5 郝聚民;邱玲;沈玉全;杨艳芳;沈启舜;曹庄琪;韩梅娟;朱传凤;万立骏;;光学质量电光聚合物薄膜的制备及其电光调制性能[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅰ[C];2004年
6 应晓;田俊春;徐志广;刘海洋;;手性氨基酸卟啉锌(Ⅱ)非线性光学性质的理论研究[A];大环化学和超分子化学研究进展——中国化学会全国第十二届大环第四届超分子化学学术讨论会论文集[C];2004年
7 朱复红;邱凤仙;杨冬亚;;非线性光学PI/SiO_2纳米杂化材料的合成与表征[A];2006年全国光电技术学术交流会会议文集(E 光电子器件技术专题)[C];2006年
8 刘云圻;王贤保;朱道本;;多壁碳纳米管阵列的制备及性能研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年
9 张超;鲁霞生;顾安忠;;氢在多壁碳纳米管中吸附的计算机模拟[A];上海市制冷学会二○○三年学术年会论文集[C];2003年
10 刘本志;孙成;;多壁碳纳米管负载纳米银修饰玻碳电极检测过氧化氢[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王爱健;多重限幅机制的非线性光学功能材料的设计、制备及性能研究[D];南京理工大学;2013年
2 刘智勇;基于氧化石墨烯/聚合物光伏特性的研究[D];北京交通大学;2011年
3 唐秀之;氧化石墨烯表面功能化修饰[D];北京化工大学;2012年
4 王海波;基于氧化石墨烯和端粒酶的新型生物传感技术的研究与应用[D];湖南大学;2012年
5 李冬杰;碳基复合材料制备及性能研究[D];天津大学;2009年
6 王璐;团簇与氧化石墨烯的结构、电子性质和储氢特性[D];大连理工大学;2011年
7 张佳利;化学还原氧化石墨烯及其衍生物的制备、性质和应用研究[D];上海交通大学;2011年
8 李冰;基于氧化石墨烯的光电功能材料设计制备与性质研究[D];东北师范大学;2011年
9 程兰雅;二茂铁修饰的寡肽类功能材料及染料修饰的氧化石墨烯功能材料的研究[D];华东理工大学;2012年
10 张小强;偶氮聚合物材料的非线性光学机制和光致各向异性研究[D];上海交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴玲娟;掺溴聚苯胺及多壁碳纳米管/掺溴聚苯胺复合材料的导电性能研究[D];华东师范大学;2010年
2 吕伟欣;氮掺杂多壁碳纳米管的合成及NO电氧化研究[D];黑龙江大学;2010年
3 唐玉琴;Eu(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)在多壁碳纳米管上的吸附[D];兰州大学;2011年
4 朱钰;亚微米液芯光纤的理论与实验研究[D];上海交通大学;2008年
5 盛天琦;偶氮染料掺杂聚合物薄膜的非线性光学特性的测量与研究[D];东北师范大学;2009年
6 朱金辉;有机小分子共价修饰氧化石墨烯及其宽带光限幅性能研究[D];华东理工大学;2011年
7 黄妍;PbS纳米材料光学非线性研究[D];黑龙江大学;2006年
8 刘冠明;半导体氧化物ZnO和CdO纳米材料的光学非线性研究[D];黑龙江大学;2008年
9 张海清;宽带准相位匹配飞秒光参量放大的研究[D];天津大学;2007年
10 岑建田;相干反斯托克斯拉曼散射显微技术研究[D];华中科技大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 陶加;氧化石墨烯新工艺打开应用新空间[N];中国化工报;2011年
2 冯卫东;科学家发现碳纳米管薄膜新特性[N];科技日报;2008年
3 罗静 秦刚 张晔;二十年磨一剑[N];科技日报;2007年
4 本报记者  翟帆 赵建春 通讯员  罗静 秦刚;见“微”知著探求晶体的奥秘[N];中国教育报;2007年
5 陈亦骏;给梦想以坚忍的力量[N];南通日报;2007年
6 张璐实习生 张妍 王帅;本市19个人29集体获殊荣[N];天津日报;2008年
7 常丽君;为纳米设备充电的装置在美问世[N];科技日报;2011年
8 记者  梁红兵;两院院士点评我国光电子产业[N];中国电子报;2006年
9 本报记者  郑晋鸣 通讯员  罗静 秦刚;宵衣旰食二十载 吹尽狂沙始到金[N];光明日报;2007年
10 ;马祖光:“光之骄子”光耀冰城[N];哈尔滨日报;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978