激发态质子转移有机分子的光谱和光学非线性特性研究

摘要

激发态质子转移（ESPT）有机分子是一类性能优良的非线性光学材料，有望成为光限幅、光开关、光信息存储等光电器件的材料而受到广泛关注。本文研究了3-羟基黄酮（3-HF）和2-（2'-羟基苯基）苯并咪唑（HBI）两种典型的ESPT有机分子的光谱特性及光学非线性效应，为其实际应用提供实验及理论依据。本文主要工作如下：
　　 1.研究了3-HF和HBI两种分子在不同极性溶液中的光谱特性。结果表明，在常态下，3-HF和HBI均主要以稀醇式构型存在，并同时存在少量的异构体，其质子转移效率与溶剂极性有关，随着溶剂极性的减弱，质子转移效率增大。
　　 2.研究了3-HF在不同酸碱性溶液中的的光谱特性。用415nm光激发3-HF时，发现了三个荧光峰，其归宿至今未见报道。通过改变溶液的pH值，测量和分析吸收光谱和荧光光谱的变化，指认出峰值位于短波方向的两个荧光谱带为3-HF的两种阳离子所发射，长波方向峰值位于515nm的荧光谱带为3-HF的阴离子所发射。
　　 3.用z扫描技术研究了不同极性的3-HF溶液和HBI溶液在1064nm激光激发下的光学非线性效应。发现不同极性溶剂对3-HF的非线性折射率影响不大，而HBI的非线性折射率随溶剂极性的减弱而增大。
　　 4.在532nm的激光激发下，用z扫描的方法测量HBI在不同极性溶液中的光学非线性效应。结果表明，HBI的甲苯溶液没有非线性吸收效应，而其极性溶液中存在非线性吸收，说明是溶剂化物产生了非线性吸收效应。根据开孔z扫描数据拟合结果，证明该非线性吸收为双光子吸收（TPA）。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

第一节 前言

第二节 激发态质子转移有机分子的机理研究

第三节 激发态质子转移有机分子的研究进展

第四节 激发态质子转移有机分子的非线性特性研究

第五节 本论文的主要工作

第二章 3-羟基黄酮和2-（2'-羟基苯基）苯并咪唑的光谱特性

第一节 引言

第二节 3-HF的光谱特性

2.2.1 实验样品配制

2.2.23-HF在不同极性溶剂中的光谱

2.2.33-HF在不同酸碱度溶剂中的光谱

第三节 HBI的光谱特性

2.3.1 实验样品配制

2.3.2 HB I在不同极性溶剂中的吸收光谱

2.3.3 HB I在不同极性溶液中的荧光光谱

第四节 本章小结

第三章 3-羟基黄酮和2-（2'羟基苯基）苯并咪唑的非线性光学特性

第一节 引言

第二节 z扫描理论

3.2.1 z扫描概述

3.2.2 闭孔z扫描理论描述

第三节 实验结果和讨论

3.3.1 实验样品配制

3.3.21064nm光激发3-HF溶液的荧光光谱

3.3.3 z扫描实验装置

3.3.4 z扫描实验结果

3.3.5 实验结果讨论

第四节 本章小结

第四章 2-（2'-羟基苯基）苯并咪唑的双光子吸收特性

第一节 引言

第二节 双光子吸收理论

4.2.1 双光子吸收理论

4.2.2 双光子吸收理论计算

第三节 2-（2'-羟基苯基）苯并咪唑的z扫描实验

4.3.1 实验样品及装置示意图

4.3.2 实验结果

4.3.3 实验结果讨论

第四节 532nm激光照射下HBI的荧光光谱研究

第五节 本章小结

第五章 总结与展望

第一节 全文总结

第二节 本文主要创新

第三节 后继工作展望

参考文献

致谢

个人简历