3,6二溴-9,9二辛基芴的合成及三光子吸收理论的研究

摘要

三光子吸收对应的是五阶非线性光学过程，在实验中较难被观测到，由于其过程大多发生在近红外或可见光的长波长处，光的散射程度大大减弱，另外，这一波长范围内介质的线性吸收比较小，在其中传播的光束的衰减也比较小，这些特性使得光束在介质内具有很强的穿透能力，且三光子吸收可以实现长波长激发，短波长发射。因此三光子吸收材料已经成为光学及其交叉学科中最活跃的科研领域之一，在生物医学、荧光成像、医疗、光限幅、光稳幅、光动力光疗、上转换激光、三维高分辨率数据存储、微加工等很多领域有潜在的应用价值。三光子吸收指物质在激光作用下，同时吸收三个光子的过程，这一现象可理解为物质经过中间虚能级，从初态直接跃迁到终态。
　　本文主要做了以下工作:
　　1.简述了三光子吸收的理论及其研究现状，总结了材料的性能和结构之间的关系，概述了三光子吸收材料在很多领域内的潜在应用价值。
　　2.我们以2，7-二（2-4（甲氧基苯基）乙炔基)-9，9-二辛基芴为基础，比较了实验拟合三光子吸收截面数据与理论拟合数据，分析了两者产生巨大差异的原因。
　　3.以9，10菲醌为原料通过四步化学反应，合成出了3，6二溴-9，9二辛基芴及三个中间产物，并通过核磁共振、红外光谱对中间产物及目标产物进行了表征、分析。
　　4.利用密度泛函方法对三种芴类衍生物进行了理论研究，理论计算结果详细地给出了三种不同取代位的芴类衍生物的电子跃迁、跃迁能量、振子强度及跃迁电偶极矩等信息。这些信息及其计算分析结果为建立分子结构和三光子吸收特性之间关系奠定了一定的理论基础，为实验研究提供了一定价值的理论依据。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 三光子吸收的特点

1．3 三光子吸收的应用

1．3．1 光限幅和光稳幅效应

1．3．2 多光子泵浦上转换激光

1．3．3 三维数据存储

1．3．4 三光子聚合微加工

1．3．5 三光子激发荧光显微成像

1．3．6 深度光动力疗法

1．3．7 三光子吸收受激散射

1．4 三光子吸收材料分类

1．4．1 一维材料

1．4．2 多枝结构

1．4．3 有机聚合物

1．4．4 有机金属化合物

1．4．5 纳米金属化合物

1．4．6 纳米复合材料

1．4．7 半导体材料

参考文献

第二章 三光子吸收理论拟合与实验测量方法的研究

2．1 多光子吸收过程的两种描述

2．1．1 半经典描述

2．1．2 多光子吸收的量子力学描述

2．2 三光子吸收截面的理论拟合

2．3 三光子吸收截面的实验测量

2．4 三光子吸收理论拟合与实验测量的比较

本章小结

参考文献

第三章 3，6二溴-9，9二辛基芴的合成及其结构表征

3．1 三光子吸收材料的设计

3．2 三光子吸收材料新的研究方法

3．3 新物质的合成

3．3．1 实验用到的主要试剂

3．3．2 合成用到的仪器设备

3．3．3 反应过程

3．4 合成物质的结构表征

3．4．1 表征用到的仪器设备

3．4．2 合成新化合物的核磁共振

3．4．3 合成化合物的红外吸收光谱

参考文献

第四章 不同取代位对芴类衍生物三光子吸收特性的影响

4．1 研究背景

4．2 三种不同取代位的芴类衍生物的高斯计算及比较

4．3 结论

参考文献

第五章 结束语及展望

5．1 结论

5．2 展望

攻读学位期间发表的学术论文

致谢