酞菁化合物的合成及其非線性光學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、在目前人們研究的非線性材料中，酞菁分子具有特殊的碳氮共軛雙鍵組成的18-π共軛電子體系，在光和熱作用下具有較高的穩(wěn)定性，酞菁分子的結(jié)構(gòu)具有多樣性、易裁剪性等特點(diǎn)，通過(guò)取代反應(yīng)可衍生出具有不同取代配體的酞菁化合物，幾乎可以和元素周期表中所有的金屬元素發(fā)生配位，顯示出良好的非線性光學(xué)性質(zhì)，以酞菁為母體的非線性光學(xué)材料的開發(fā)和應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。
　　傳統(tǒng)酞菁的合成方法需要的合成溫度較高、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，合成條件苛刻，限制了酞菁的應(yīng)用。本文

2、第三章在傳統(tǒng)液相合成酞菁的方法基礎(chǔ)上，采用了新的合成方法，使用中間體丙酮肟(N, N-二乙基羥胺)，在溫和的條件下合成出了具有金屬配位的酞菁，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)過(guò)程、提高了合成效率，并研究探討了它們的反應(yīng)條件及合成機(jī)理，并采用紅外光譜、紫外光譜、液相質(zhì)譜、1H核磁共振光譜等多種測(cè)試手段對(duì)合成出的酞菁進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明，我們所合成的酞菁化合物純度較高并符合預(yù)期的分子結(jié)構(gòu)，為酞菁的應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。
　　本文在實(shí)驗(yàn)部分使用Z-掃描技術(shù)分別在納秒

3、和飛秒激光脈沖作用下對(duì)酞菁化合物進(jìn)行了非線性光學(xué)性質(zhì)研究，分別研究了不同的樣品濃度和輸入光功率對(duì)酞菁化合物的非線性光學(xué)性質(zhì)的影響，討論了產(chǎn)生非線性光學(xué)吸收特性的物理機(jī)制、酞菁的結(jié)構(gòu)對(duì)非線性光學(xué)性質(zhì)的影響。而當(dāng)飛秒激光脈沖與酞菁分子相互作用時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些新的非線性光學(xué)現(xiàn)象，這與長(zhǎng)脈沖激光作用產(chǎn)生的物理機(jī)制是不同的，酞菁溶液表現(xiàn)出較強(qiáng)的三光子吸收，并且隨著溶液濃度的增加其三光子非線性吸收系數(shù)和非線性折射率都會(huì)增加，而當(dāng)入射光功率逐漸增大時(shí)，其

4、三光子非線性吸收系數(shù)基本上成線性變化，更加證實(shí)了三光子吸收是引起非線性吸收的主要原因。
　　在本文所合成的四種酞菁中，苯氧基鋅酞菁(Pc2)的非線性光學(xué)性能較好，是由于酞菁中引入金屬Zn，中心離子會(huì)影響酞菁的π-共軛，電荷轉(zhuǎn)移將在能級(jí)軌道之間產(chǎn)生新的能級(jí)差，酞菁材料的非線性光學(xué)性能就會(huì)發(fā)生改變。當(dāng)酞菁外圍引入取代基時(shí)，不管是吸電子基團(tuán)還是給電子基團(tuán)其非線性光學(xué)性能都比未取代的酞菁優(yōu)異，這是因?yàn)閷⑷〈胩挤肿樱瑫?huì)影響酞菁體系的