文档介绍：学校代码:10475
学号:104753101027
分类号:
河南大学研究生硕士学位论文
两种芴类衍生物的合成及其光学性能的研究
专业名称: 物理光学
研究方向: 有机非线性光学
年级: 2010 级
申请人: 陈浩毅
指导教师: 黄明举教授
指导教师: 刘军辉副教授
二〇一三年五月
关于学位论文独创声明和学术诚信承诺
本人向河南大学提出硕士学位申请。本人郑重声明:所呈交的学位论文是本人在导
师的指导下独立完成的,对所研究的课题有新的见解。据我所知,除文中特别加以说明、
标注和致谢的地方外,论文中不包括其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包括其
他人为获得任何教育、科研机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同事对
本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
在此本人郑重承诺:所呈交的学位论文不存在舞弊作伪行为,文责自负。
学位申请人(学位论文作者)签名:
201 年月日
关于学位论文著作权使用授权书
本人经河南大学审核批准授予硕士学位。作为学位论文的作者,本人完全了解并同
意河南大学有关保留、使用学位论文的要求,即河南大学有权向国家图书馆、科研信息
机构、数据收集机构和本校图书馆等提供学位论文(纸质文本和电子文本)以供公众检
索、查阅。本人授权河南大学出于宣扬、展览学校学术发展和进行学术交流等目的,可
以采取影印、缩印、扫描和拷贝等复制手段保存、汇编学位论文(纸质文本和电子文本)。
(涉及保密内容的学位论文在解密后适用本授权书)
学位获得者(学位论文作者)签名:
201 年月日
学位论文指导教师签名:
201 年月日
摘要
非线性光学是一门介于基础和应用之间的崭新学科,自激光器在上世界六十年代发
明以来,得到了迅速发展,成为一门新兴的、近代光学前沿最为活跃的学科之一。有人
在 1964 年发现了有机化合物的非线性特性,使非线性光学材料成为人们争相研究的热
点,经过多年的发展,已经在很多科学领域得到了开发和应用。
随着人们对非线性光学理论和实践的不断研究深入,对其本质有了一定的了解,大
量的研究表明具有大的三光子吸收截面的非线性材料在诸如三维光存储、荧光成像等领
域的应用潜力非常巨大,但是目前对于三光子吸收是如何产生的机制还没有建立,我们
需要更多的研究。
本论文的工作研究了新和成的两种芴类衍生物,他们分别是 2, 7-二(2- 4(甲氧
基苯基)乙炔基)- 9, 9- 二辛基- 9H- 芴(A)和 2-溴-7-(2-(4-甲氧基苯基)乙
炔基)- 9, 9-二辛基-9H-芴(B),测试了它们的五阶非线性光学特性,并结合量子计
算试图更深入了解其三光子吸收的本质。主要从事了以下方面的研究:
1. 两种化合物都是通过一种高效的钯催化偶联反应得到,并通过核磁共振、红外
光谱对它们进行了表征,确定了其与目标产物一致。
2. 测试了它们的紫外吸收光谱,发现 A 和 B 的吸收带分别在 275~400nm 和 280~
380nm,利用荧光光谱发现 A 在 375~475nm 波段有很强的蓝色荧光发射,B 在 350~450nm
波段有较强的荧光。测试了温度对化合物 A 的荧光强度的影响,并用参比法计算了它们
的荧光量子效率。
3. 使用皮秒激光器测试了它们的非线性特性,发现它们有很明显的光限幅效应。
通过对实验曲线的拟合得出浓度为 5×10-3 mol/L 的分子 A 在 DMF 溶液中的三光子吸收
系数为 ×10-20cm3/W2,浓度为 ×10-3 mol/L 分子 B 在 DMF 溶液中的三光子吸收系
数为 ×10-20cm3/W2 ,从而通过公式可以计算出它们的三光子吸收截面分别为
(±)× 10-76 cm6s2/photon2 and (±)×10-76 cm6s2/photon2。
4. 用 Gaussian 03 软件对两种化合物进行了结构优化,计算了它们激发态和分子
前线轨道,从理论上分析了它们的三光子吸收截面差异的原因。
关键词:非线性光学; 三光子吸收; 光限幅; 芴类衍生物
I
II
ABSTRACT
Nonlinear optics is a new subject between basic and applied, and the nonlinear optical material