含茚、吡喃结构杂化非线性光学材料合成和性能的研究

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1、浙江大学硕士学位论文摘要随着信息时代的到来，高速光通讯、光信息处理以及光学存贮等领域已取得了飞速发展，目前的电子材料已不能很好的满足人们的需求，而非线性光学材料在这些领域的应用前景却得到越来越多的重视。杂化非线性光学材料突破了传统无机、有机材料的界限，将有机非线性分子与无机基质在分子水平上融为一体，不仅兼有无机、有机材料两者的性能优势，还能够实现功能复合和协同优化，能较好的解决实践中的各种问题，所以这种杂化材料将具有非常广阔的应用前景。本文对非线性光学的基本原理以及非线性光学材料的发展做了简单的介绍，并介绍了非

2、线性光学生色团的设计理论以及研究进展。在此基础上，本文合成了三种生色团，即IND、DCO和DCMB，其中生色团DCMB具有二维电子结构。根据溶剂变色法，测得三种生色团的二阶非线性系数分别为1558X10瑚e$11．D、5050)<10瑚csu．D和7902Xlo-3％su．D。将生色团DCO、IND和异氰酸基丙基三乙氧基硅烷(ICTES)反应合成了两种新型的硅氧烷染料(ASD)。合成的生色团分子和硅氧烷染料的结构经核磁共振(NMR)、红外光谱(VnR)和元素分析等确认。并用紫外．可见吸收光谱(UV．Vis)、热

3、失重(TGA)和差示扫描热分析(DSC)等测试了分子的透明性和热稳定性。其中DCO和DCMB的热分解温度分别为293．7℃和326．3℃，ASD．DCO的热分解温度为315．3℃。对生色团DCO的荧光性能研究发现，其与常见的荧光染料DCM的发光特性相似，而ASD．DCO具有更强的荧光强度，且其荧光猝灭浓度也得到提高，说明硅氧结构的引入可以有效地抑制分子的相互作用，从而在不影响发光强度的前提下，可以提高分子的掺杂浓度。以硅氧烷染料(ASD．IND、ASD．DCO)和正硅酸乙酯(TEOS)为先驱体，通过溶胶一凝胶制

4、备杂化非线性光学材料，用旋涂法制备薄膜。并用原位二次谐波法测定薄膜的非线性光学性能。其中掺杂生色团分子DCO为20％的薄膜的西，值为56．2pm／V，具有比较高的非线性性能。同时薄膜的半衰温度都达到了150℃，具有良好的极化取向稳定性，显示出杂化材料稳定性好的优势。关键词：非线性光学材料；无机．有机杂化；生色团分子；硅氧烷染料(ASD)；二次谐波(SHG)；合成；荧光U浙江大学硕士学位论文Synthesisandpropertiesofnewhybridnonlinearopticalmaterialscont

5、ainingindaneandpyranchromophoresAbstractOverthepasttwodecMes，nonlinearoptical(NLO)materialshavebeenofgreatinterestduetotheirpot锄fialapplicationsinthefieldsofopticalinformationprocessing,optical辩nsing，andtelecommunications．Inorganic-organichybridmaterialthrou

6、曲sol-gelstrategyoffersthegreatopportunityforthedevelopmentoftheNLOmaterials．IncorporatetingtheNLOchromophoresintotheinorganicmatrixbyoneormorecovalentbondscanpreventtherelaxationofthenon-centro-symmetricchromophorealignmentinducedbyelectricfield．IIltllisthes

7、is．thebasictheoriesofNLOandthedevelopmentofNLOmaterialarebrieflyintroduced．Themoleculardesigntheoryandrecentprogressofchomophoreresearchalementioned舔well，basedonwhichthreechromophore1ND，DCO,DCMOcontainingindaneandpryanaresynthesized．Thepc散valuesofthec11romop

8、horesareevaluatedbysolvatochromicmethod,whichdisplay1558xlo-30、5050xlo．30and7902x10-30esu．Drespectively．morehigherthanDRI．ThechromophoreINDandDCOreactwith3-isocyanatopropyl—triethoxysilane(ICTES