有机多环芳烃的光学非线性特性研究

论文摘要

有机多环芳烃分子因其优秀的电子离域能力和荧光性能在有机发光二极管,场效应管等应用中有着巨大的潜力。在此基础上,针对其光学非线性的研究也日趋增多。然而大部分研究主要集中在其光学非线性系数大小上,寻找系数较大的有机分子并进行比较,对分子本身光学非线性机理的研究较少。本论文对两种同分异构的芘类多环芳烃分子进行研究,一方面可以加深对非线性光学机制的理解与认识,另一方面也为开发新型光学非线性材料提供理论指导和实验支持。本文首先介绍了两种有机多环芳烃分子的合成方法,并通过紫外吸收谱和荧光发射光谱对其进行表征,研究其线性光学性能,再利用量子化学计算得到其HOMO-LUMO前线分子轨道分布和最优结构,分析其分子内电荷分布与电荷转移情况。通过Z扫描技术,利用可调谐的飞秒激光在不同能量和不同波长下对有机多环芳烃分子进行了系统的研究。两种分子都表现出宽波段的反饱和吸收,并且仅由双光子吸收导致。在此基础上通过数值拟合得到相应的物理参数。初步分析分子的平面性对其非线性性能的影响。最后通过飞秒瞬态吸收技术研究了分子内部能级跃迁情况,确立了分子的能级模型与速率方程,给出了能级寿命。分析得出两分子的性能差异由中间态共振增幅导致,并给出相关能级模型。这既表明多环芳烃分子的优秀光学非线性性能,也为材料的进一步优化提供参考。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 引言
•   1.2 非线性光学原理
•   1.3 有机多环芳烃
•   1.4 有机多环芳烃的研究现状
•     1.4.1 国外研究现状
•     1.4.2 国内研究现状
•   1.5 本论文的研究目的与意义
•   1.6 本论文的主要研究内容
• 第二章 两种有机多环芳烃的制备和能级轨道计算
•   2.1 引言
•   2.2 样品的制备和表征
•     2.2.1 样品的结构设计
•     2.2.2 样品的合成与验证
•     2.2.3 样品的线性吸收谱和荧光发射光谱
•   2.3 量子化学理论计算
•   2.4 有机多环芳烃的五能级模型建立
•   2.5 本章小结
• 第三章 有机多环芳烃的三阶光学非线性研究
•   3.1 引言
•   3.2 双光子吸收简化三能级理论
•   3.3 Z扫描实验
•     3.3.1 实验原理介绍
•     3.3.2 不同能量下的飞秒Z扫描实验
•     3.3.3 不同波长下的飞秒Z扫描实验
•   3.4 本章小结
• 第四章 有机多环芳烃的超快动力学研究
•   4.1 引言
•   4.2 飞秒瞬态吸收光谱实验
•     4.2.1 瞬态吸收光谱原理简介
•     4.2.2 瞬态吸收光谱实验结果与分析
•   4.3 双光子吸收等效四能级模型建立
•   4.4 中间态共振增幅
•     4.4.1 中间态共振增幅原理
•     4.4.2 有机多环芳烃中的中间态共振增幅
•   4.5 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 石圣涛

导师: 宋瑛林

关键词: 芘衍生物,双光子吸收,扫描,中间态共振增幅,非线性光学

来源: 苏州大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 苏州大学

分类号: O437

DOI: 10.27351/d.cnki.gszhu.2019.002696

总页数: 53

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