有机双光子吸收材料的合成与表征.pptVIP

第1页，共25页，星期日，2025年，2月5日1.双光子吸收过程原理及应用2.有机双光子吸收材料的研究进展3.三嗪衍生物的制备与光学性质研究主要内容第2页，共25页，星期日，2025年，2月5日双光子吸收过程一般是两个光子同时被一个分子吸收，或者在极短的时间内两个光子被一个分子相继吸收，一般两个光子吸收的时间差小于0.1飞秒（1飞秒=10-15秒）。一般认为吸收是经过一个假想态（virtualstate），然后到达一个分子的激发态。1.双光子吸收过程原理及应用第3页，共25页，星期日，2025年，2月5日a双光子吸收b单光子吸收S单线态能级，T三线态能级，V虚拟中间态，hv吸收光能量，Fl荧光，Ph磷光，Ⅺ系间窜越双光子吸收示意图第4页，共25页，星期日，2025年，2月5日1931年Goppert-Mayer理论上证明了双光子吸收过程的存在；20世纪60年代激光器出现后，实验观测到双光子吸收现象；由于缺少大的双光子吸收截面材料（均小于10-48cm4?s/photon），限制了其应用研究；20世纪90年代后，大双光子吸收截面有机分子被逐渐发现（10-46cm4?s/photon）1.2双光子吸收的发现与研究第5页，共25页，星期日，2025年，2月5日单光子吸收的强度与入射光强成正比（线形吸收），双光子吸收的强度与入射光强的平方成正比（非线形吸收）；单光子吸收的辐照光源一般在紫外区（≤400nm），双光子在可见-近红外区（≥800nm），长波长使得入射光的损耗较小，在介质中的穿透性好；1.3双光子吸收的优点第6页，共25页，星期日，2025年，2月5日1.4双光子吸收的应用双光子过程以其特有的三维处理能力和极高的空间分辨率而在生物、物理、化学、医学、微电子技术等广泛领域显示出变革性的应用潜力。双光子上转换激光、双光子光限幅、双光子三维光存储、双光子光动力学疗法、双光子生物荧光显微镜、双光子光聚合等。第7页，共25页，星期日，2025年，2月5日1.5应用举例双光子聚合双光子聚合机理与单光子基本相同，惟有光子的吸收机理不同。第8页，共25页，星期日，2025年，2月5日第9页，共25页，星期日，2025年，2月5日Kawata将计算机辅助设计和双光子聚合技术相结合，成功的制造出了红细胞大小的立体公牛（长10μm，高7μm）（Nature,2001,412:697~698）。另外还制作出了一个微小的弹簧，弹簧的直径为300nm，用激光作动力拉动弹簧，测出了弹簧的弹性常数为8.2nNm-1。光子晶体是用于控制光的一种器件，工作原理与半导体类似。第10页，共25页，星期日，2025年，2月5日2.有机双光子吸收材料的研究进展一般要求：具有共轭大π键，吸电子基团，给电子基团，如D-π-D,D-π-A-π–D,A-π-A,A-π–D-π-A,A-π–D结构等，共轭大π键越长，吸收截面越大；分子的偶极矩及极化率都对分子的吸收截面有重大影响。第11页，共25页，星期日，2025年，2月5日2.1二苯乙烯体系1998年，Albota等人报道了以反式二苯乙烯为共轭电子中心，不同共轭长度和不同给电子取代基的有机双光子吸收材料Science1998，281：1653第12页，共25页，星期日，2025年，2月5日2.2二烷基取代芴体系Prasad研究组合成了一系列不同取代端基的烷基取代芴衍生物Chem.Mater.1998，10：1863第13页，共25页，星期日，2025年，2月5日AFX系列双光子吸收材料Chem.Mater.2001，13：1896第14页，共25页，星期日，2025年，2月5日2.3联苯体系2.4蒽体系2.5二噻吩并噻吩体系2.6二氢菲体系第15页，共25页，星期日，2025年，2月5日2.6配合物分子体系J.Mater.Chem.2005，15：579Angew.Chem.Int.Ed.2004，43：2第16页，共25页，星期日，2025年，2月5日2.7多分枝分子体系第17页，共25页，星期日，2025年，2月5日第18页，共25页，星期日，2025年，2月5日