含不同位阻基團雜化非線性光學材料的合成及其性能研究.pdf

1、非線性光學(NonlinearOptics，NLO)材料是現(xiàn)代激光技術(shù)、光學通信、光子計算和光學儲存等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，對光電子和光子技術(shù)的發(fā)展具有不可或缺的作用。無機-有機雜化非線性光學在過去的幾十年得到廣泛的研究和迅速發(fā)展。它將有機生色團分子與無機基質(zhì)在分子水平融為一體，兼具二者的性能優(yōu)勢，實現(xiàn)功能互補和協(xié)同優(yōu)化。本文首先介紹二階非線性光學效應(yīng)的基本原理，分別敘述了各種二階非線性光學材料的研究發(fā)展，著重對極化聚合物材料和

2、無機-有機雜化材料的研究發(fā)展進行介紹，探討了分子工程、基質(zhì)間相互作用對非線性光學材料設(shè)計的指導(dǎo)意義。
　　設(shè)計、合成兩種含不同性質(zhì)取代基團的功能化偶氮硅氧烷染料(ICTES-FB、ICTES-EH)。產(chǎn)物分子結(jié)構(gòu)經(jīng)核磁共振、元素分析和紅外光譜確認。將其與正硅酸乙酯(TEOS)通過溶膠-凝膠法制備了雜化光學薄膜，當帶有剛性氟苯位阻基團生色團的濃度為40mol％時，薄膜具有最佳的二階非線性性能，其d33值達140.5pm/V。當生色團

3、分子帶有位阻基團，特別是較大體積的位阻基團，可以有效減小偶極分子間的靜電作用，提高生色團分子的有效摻入濃度，增強雜化材料的非線性性能。這為利用位阻基團設(shè)計生色團分子以制備具有良好宏觀二階非線性光學性能雜化材料提供依據(jù)和途徑。
　　通過硫醇化修飾CLD生色團得到四種四烯橋環(huán)基硅氧烷染料(ICTES-PTA、ICTES-PTB、ICTES-PTC和ICTES-PTD)。將硅氧烷染料與乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)為先驅(qū)體制備雜化薄膜材

4、料。含10mol％生色團PTB雜化薄膜表現(xiàn)出最高的d33值130.5pm/V，而含生色團PTD雜化薄膜的半衰溫度達到127℃。研究分析了生色團分子各種鍵連方式、位阻形式對材料宏觀性能的影響，揭示了二階非線性光學雜化材料中結(jié)構(gòu)-性能原則。
　　利用后功能化方法，將三枝生色團TCN和硅氧烷先驅(qū)體FTEOS制備DA交聯(lián)的雜化薄膜材料。又將三枝生色團PTCN和TDR1直接成膜，聚合物F-PTCN的d33值為75.2pm/V。功能大分子在無