有机聚合物非线性光学薄膜制备及特性研究

发布时间：2017-10-04 03:06

  本文关键词：有机聚合物非线性光学薄膜制备及特性研究

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【摘要】：非线性光学材料在电光器件及全光信息处理和特殊光功能模块方面具有重要的应用价值。传统的光电子器件主要以无机非线性光学材料为主,但是有机非线性光学材料具有非线性光学系数高、非线性光学响应时间快、光学透明性好、介电常数低等无机非线性材料所无法比拟的优点,因此有机非线性光学材料及应用成为近年来光学材料领域的一个研究热点。 本文根据Zyss等提出D-π-A型有机分子设计理念,设计合成了两类有机聚合物,对以聚酰亚胺(polyimide, PI)作为分散剂的有机聚合物薄膜的制备与线性光学特性和非线性光学特性测量进行了较为深入的理论与实验研究。论文的主要工作如下： (1)根据布格-朗伯-比尔定律推导了有机聚合物非线性光学材料线性吸收系数,根据薄膜的多光束干涉原理分析了线性折射率系数的计算公式。根据高斯分解法(Gaussian Decomposition简称GD)理论模型分析Z扫描实验中三阶非线性吸收系数拟合公式和三阶非线性折射率系数的拟合公式。 (2)在山西忻州师范大学的帮助下,根据D-π-A型有机分子设计理念设计合成了两类有机低分子化合物,即二茂铁衍生物和苯并噻唑-咔唑衍生物的有机低分子化合物。其中二茂铁衍生物有两种分别定义为1号化合物和2号化合物,苯并噻唑-咔唑衍生物有两种定义为3号化合物和4号化合物,通过长时间超声分别将有机聚合物均匀混合于PI溶液中,用直接涂膜法将混合溶液均匀涂在硅片上,然后对其高温热亚胺化制成不同质量分数有机化合物/PI薄膜。 (3)通过紫外-可见分光光度计测得机聚合物薄膜的线性特性,在1064nm波长下,通过Z扫描技术测得有机聚合物薄膜的非线性折射率以及非线性的吸收系数,得出1号化合物/PI薄膜三阶非线性极化率为z‘3)=1.038×10-11esu。2号化合物/PI薄膜三阶非线性极化率为X(3)=3.884×10-12esu。3号化合物/PI薄膜三阶非线性极化率为X(3)=1.788×10-12esu。4号化合物/PI薄膜三阶非线性极化率为X(3)=7.932×10-12esu。
【关键词】：三阶非线性光学 有机聚合物材料 薄膜 紫外-可见分光光度计 z扫描
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O484.1;TN929.1
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 符号说明11-12
• 1 绪论12-21
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 非线性光学材料概述13-19
• 1.2.1 光学非线性概述13-16
• 1.2.2 有机非线性光学材料分类16-18
• 1.2.3 有机非线性光学材料应用18-19
• 1.3 本文研究目的和主要内容19-21
• 2 有机聚合物光学材料光学特性测量方法与系统搭建21-38
• 2.1 有机聚合物光学材料线性光学特性测量21-23
• 2.1.1 薄膜的吸收特性21
• 2.1.2 透射光谱法测量薄膜线性折射率和厚度21-23
• 2.2 有机聚合物光学材料三阶非线性光学特性测量23-37
• 2.2.1 光学材料三阶非线性极化率测量方法23-24
• 2.2.2 Z扫描系统搭建24-28
• 2.2.3 Z扫描理论28-37
• 2.3 结论37-38
• 3 基于二茂铁的金属配合物合成、薄膜制备及光学性质研究38-53
• 3.1 基于二茂铁的金属配合物的材料概况38-39
• 3.2 基于二茂铁的金属配合物的光学薄膜制备39-45
• 3.2.1 二茂铁基衍生物的合成39-41
• 3.2.2 二茂铁衍生物的光学薄膜制备41-45
• 3.3 二茂铁金属配合物光学薄膜线性研究45-46
• 3.3.1 薄膜的紫外-可见吸收光谱45-46
• 3.3.2 薄膜光学常数46
• 3.4 二茂铁金属配合物光学薄膜三阶非线性研究46-52
• 3.5 本章总结52-53
• 4 苯并噻唑-咔唑衍生物的合成、薄膜制备及光学性质研究53-63
• 4.1 苯并噻唑-咔唑衍生物的材料概况53-54
• 4.2 苯并噻唑-咔唑衍生物的光学薄膜制备54-57
• 4.2.1 苯并噻唑-咔唑有机低分子化合物的合成54-56
• 4.2.2 苯并噻唑-咔唑有机聚合物的光学薄膜制备56-57
• 4.3 苯并噻唑-咔唑有机聚合物光学薄膜线性研究57-58
• 4.4 苯并噻唑-咔唑有机聚合物光学薄膜三阶非线性研究58-61
• 4.5 本章总结61-63
• 5 总结与展望63-66
• 5.1 本文主要内容63
• 5.2 本论文主要创新点63-64
• 5.3 有机聚合物非线性光学材料的未来应用前景64
• 5.4 结论64-66
• 参考文献66-69
• 索引69-71
• 作者简历71-73
• 学位论文数据集73

【参考文献】

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本文编号：968251