酞菁化合物的合成及其非線性光學性質(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，通過取代反應(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性質(zhì)，以酞菁為母體的非線性光學材料的開發(fā)和應(yīng)用范圍越來越廣泛。
　　傳統(tǒng)酞菁的合成方法需要的合成溫度較高、反應(yīng)時間長，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，簡化了實驗過程、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試手段對合成出的酞菁進行檢測，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)。
　　本文在實驗部分使用Z-掃描技術(shù)分別在納秒

3、和飛秒激光脈沖作用下對酞菁化合物進行了非線性光學性質(zhì)研究，分別研究了不同的樣品濃度和輸入光功率對酞菁化合物的非線性光學性質(zhì)的影響，討論了產(chǎn)生非線性光學吸收特性的物理機制、酞菁的結(jié)構(gòu)對非線性光學性質(zhì)的影響。而當飛秒激光脈沖與酞菁分子相互作用時會出現(xiàn)一些新的非線性光學現(xiàn)象，這與長脈沖激光作用產(chǎn)生的物理機制是不同的，酞菁溶液表現(xiàn)出較強的三光子吸收，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增加，而當入射光功率逐漸增大時，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)的非線性光學性能較好，是由于酞菁中引入金屬Zn，中心離子會影響酞菁的π-共軛，電荷轉(zhuǎn)移將在能級軌道之間產(chǎn)生新的能級差，酞菁材料的非線性光學性能就會發(fā)生改變。當酞菁外圍引入取代基時，不管是吸電子基團還是給電子基團其非線性光學性能都比未取代的酞菁優(yōu)異，這是因為將取代基引入酞菁分子，會影響酞菁體系的