用于集成光學(xué)的卟啉接枝sio2復(fù)合材料及其三階光學(xué)非線(xiàn)性特性研究【開(kāi)題報(bào)告+文獻(xiàn)綜述+畢業(yè)設(shè)計(jì)】

1、1畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告電子信息科學(xué)與技術(shù)電子信息科學(xué)與技術(shù)用于集成光學(xué)的卟啉接枝用于集成光學(xué)的卟啉接枝SiO2SiO2復(fù)合材料及其三階光復(fù)合材料及其三階光學(xué)非線(xiàn)性特性研究學(xué)非線(xiàn)性特性研究一、選題的背景與意義一、選題的背景與意義卟啉是卟吩外環(huán)帶有取代基的同系物和衍生物的總稱(chēng)，當(dāng)其氮原子上2個(gè)質(zhì)子被金屬取代即為金屬卟啉。卟啉被廣泛應(yīng)用于生物化學(xué)、分析化學(xué)、催化化學(xué)、藥物化學(xué)、石油化學(xué)等眾多領(lǐng)域[1]。自從1985年，愛(ài)爾蘭Tri

2、nity大學(xué)的Blau[2]首次報(bào)道了卟啉化合物的光限幅性能，各國(guó)學(xué)者相繼開(kāi)展了卟啉的非線(xiàn)性光學(xué)效應(yīng)研究[36]。由于卟啉是具有18電子大π體系的平面型分子，其骨架結(jié)構(gòu)特征和可通過(guò)選擇中心離子、軸向配體和在外環(huán)上引入功能性取代基等方法對(duì)其分子進(jìn)行可修飾，這種特征使它們具有特殊的物理、化學(xué)性質(zhì)，特別是非線(xiàn)性光學(xué)效應(yīng)。因此使該類(lèi)材料成為非線(xiàn)性光學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，在光電子技術(shù)和集成光學(xué)領(lǐng)域有著潛在應(yīng)用價(jià)值。目前卟啉及其衍生物的應(yīng)用材料形態(tài)來(lái)說(shuō)

3、，主要有粉沫態(tài)、溶解于有機(jī)溶劑中的液體、沉積于基板上的聚合態(tài)、摻雜于高聚合物中固態(tài)等。制備出均勻、透明、具有一定卟啉摻雜濃度的有機(jī)－無(wú)機(jī)復(fù)合固體材料是開(kāi)展其在光學(xué)、電學(xué)應(yīng)用的重要方面，從而實(shí)現(xiàn)該類(lèi)材料的器件化、全固化以及拓寬其在光電領(lǐng)域新的應(yīng)用[78]。溶膠－凝膠技術(shù)是一種結(jié)合有機(jī)功能分子與無(wú)機(jī)基質(zhì)的有效工藝手段。但是，很多研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用該技術(shù)，把卟啉摻雜于無(wú)機(jī)凝膠中時(shí)，由于凝膠結(jié)構(gòu)的收縮和溶劑的揮發(fā)極易導(dǎo)致其聚合，從而產(chǎn)生嚴(yán)重的濃度猝

4、滅效應(yīng)。如何提高卟啉分子在無(wú)機(jī)基質(zhì)中的摻雜濃度，使它們以單分子形式均勻分散于基質(zhì)中而不聚合，從而獲得具有強(qiáng)光電效應(yīng)、集卟啉與無(wú)機(jī)介質(zhì)性能于一體的復(fù)合材料，對(duì)于卟啉的性能與拓寬其應(yīng)用研究起到極其重要的作用，也是該研究領(lǐng)域的難點(diǎn)。二、研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問(wèn)題二、研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問(wèn)題通過(guò)卟啉配合物Meso四(4羧基苯基)卟啉銅(簡(jiǎn)稱(chēng)Cu(II)–TCPP)中的羧基與氨基?丙基三乙氧基硅烷(NH2(CH2)3Si(OC2H5

5、)3KH550)中的氨基的相互化學(xué)作用，把卟啉配合物接枝到KH550中，隨著KH550中乙氧基的水解與聚合反應(yīng)的進(jìn)行，卟啉銅連接到固體介質(zhì)中，從而大幅度提高卟啉在無(wú)機(jī)固體介質(zhì)中的摻雜濃度。將反應(yīng)產(chǎn)物與γ(23環(huán)氧丙氧3范圍為7001010nm，功率穩(wěn)定度≤3%，詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程見(jiàn)文獻(xiàn)[11]報(bào)道。根據(jù)Z掃描實(shí)驗(yàn)原理，非線(xiàn)性折射率可以有以下公式計(jì)算[1214]：??esun2(1)????)40()(02cnesun其中為真空中的光速（），

6、非線(xiàn)性折射率可以有以下公csmc8100.3????Wm2?式計(jì)算：(2)ELSTWmeffvp25.02012)1(232.1)(?????????是入射波波長(zhǎng)，為激光脈寬，入射激光在透過(guò)雙凸透鏡的束腰半徑，為??0?vpT??掃描透過(guò)峰谷的變化值，S為光闌小孔的透射率（，為小孔Z)2exp(122aarS????ar半徑，為小孔處光斑半徑），為樣品的有效長(zhǎng)度（，為z?effL??)]exp(1[LL???L樣品的厚度，為樣品的線(xiàn)性吸

7、收系數(shù)，A為入射波長(zhǎng)處光吸收值），?LA303.2??為單脈沖能量。E4、主要參考文獻(xiàn)主要參考文獻(xiàn)[1]ChenHXYanMSongWB2002New.Chem.Mater.3035(inChinese)[陳紅祥、嚴(yán)煤、孫文博2002化工新型材料3035][2]BlauWByrneHDennisWM，KellyJM1985mun.5625[3]S.VenugopalRaoN.K.M.NagaSrinivasD.NarayanaRaoL.

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9、oDPZhuZA2007ActaPhys.Sin.565252(inChinese)[張冰、劉智波、陳樹(shù)琪、周文遠(yuǎn)、臧維平、田建國(guó)、羅代兵、朱志昂2007物理學(xué)報(bào)565252][6]YangMSiJHWangYXLiCF1995ActaPhys.Sin.44419(inChinese)[楊淼、司金海、王玉曉、李淳飛1995物理學(xué)報(bào)44419][7]DouKSunXDWangXJParkhillRGuoYKnobbeET1999IEEEJ