自组装卟啉膜的制备与性能分析

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1、结论致谢参考文献474950第一章绪论11引言光通讯在科技的带动下得到了飞速发展．光电子器要求其用村的响应时间比一般的材料快。同时要求用材的掣”(用材的三阶非线性极化率)也要较一般的材料大。当器件材料的响应时间较一般材料快时，它在科研方面的潜在应用价值是不可估量的。目前，研宄人员专注于光运算和光传输较快且具有特殊性质的非线性光学材料．电子器件可以用光电混台器件来代替，其中光电混合器是以光子型为主的．从而满足未来快速发展的信息时代对调整处理、传输、运行的要求。对于光限幅器来说．其非线性透过率会受到输入光强一定的限制．光限幅器就是利用这种限制原理制造的。军事上用这种原理制成镜片对人眼进行防

2、护。目前己取得实质性的成果。在非线性光学材料⋯中，许多的有机材料园其台成成本较无机材料低，有机材料是分子单元靠范德华力键合的。另外．还有其他优点．如：其结构是多变的．这种多变的结构的优点就是产生多种特性．这种特性可用来改变介质的光学性质。因此，有一种耦合作用，其存在于每粒独立的分子外围的电子与异种分子之间。我们可以理想的把独立的单个分子当作一个非线性极化源．近邻分子的耦台是通过局域场的作用来显现的。我们通过研究有机材料的非线性可以间接的了解组成有机材料的单个分子的非线性，因为两者间在非线性上是等价的、而且关系是确定的。有机材料的光损伤阐值大，介电常数小．介电常数的相差无论在哪个频率区的

3、大小是差不多大的，这种性质在光子器件上表现为．当电信号和光信号相互作用时．他们之间的相位失配是最小的。卟啉便是具有这种性质的其中一种。卟啉作为一种有机高分子材料，不但响应时间快，而且有大的三阶非线性极化率。卟啉的光学性质之所以表现出非线性，是因为从分子结构上来看，其来源于极易被极化的大n键，取代基的不同对卟啉的光学非线性性质有很大影响，卟啉大环分子的这种规律，有助于我们调控配台物的结构、设计分子、改善卟啉的应用性能。来进一步提高卟啉大环分子的f”。12非线性光学理论21非线性光学原理凡物质对于外加电磁场的响应．不是外加电磁场振幅的线性函数的光学现象．均属于非线性光学‘2】}见象的范畴，

4、其涉足范围之广，研究层次之深．是这种光学现象的潜I在价值引来无数研究人员的结果。非线性的产生是有一定规律可循的，并且有特定产生机理。研宄人员对该现象所引发的效应也做了系统的研究．这些基础对于发现新材料是有很大帮助的．也为科学界的新技术提供了帮助。非线性光学材料涉及光学信息存储与全息显示技术、光学通讯技术、集成光学等多个研究领域。电子信息高速发展的时代．光电工程学得到了大量的关注．它已成为信息材料不可或缺的技术支持．当某种光电材料对信息的加工功能非常特殊，并且在时间上的响应超快时，这种材料就会是发展的主体。电子技术取得今天的发展．离不开非线性光学对于电子技术的理论支撑。如果非线性光学要向

5、着经济化发展，那么就必须研发、制各出在技术上有突出点的非线性光学材料pq。如：第三族与第四族的半导体、有机高分子聚合物等．以及其它更多种类的非线性光学材料。有机高分子聚合物非线性材料在光学方面的性质是由其多样的化学结构决定的．比如：材料形态多样性、分子结构多变性、可加工性及可集成性等，是设计分子的有利条件。同时在材料工程领域得到了广泛应用。对于非线性来说，材料的二阶非线性f“的研究已经取得了实质性的成果．并且可很好的用来作为光电调制材料。有机聚合物二阶非线性光学材料有比较广泛和深入的研究．在高速光电调制方面有广泛的应用．但是具有三阶非线性的有机高分子聚台材料的应用也不亚于具有二阶非线性

6、的有机高分子聚合物材料。通过非线性光学(NLO)理论我们可以理解如下，强大的电磁场通过磁场力可令具有极化性质的分子产生极化效应。极化效应是通过诱导产生的。若P表示极化率，E表示外电场．则有以下关系：P邗E+BE2+怔3+⋯式中：a：线性项；日：在上式中代表二阶超极化率：T：在上式中表示三阶超极化率。在宏观意义上，当磁场力作用于材料时．有以F关系成立：吲‘1E《2IE2卅3IE。．式中_⋯一材料的n阶非线性系数或(n+1)张量。根据张量的一般性质得．当分子集合体在三维空间上中心对称时，n张量的偶数项就等于零。因此．发生二阶非线性条件是分子集台体三维空间上非中心对称。Leite等人于196

7、7年偶然发现了光限幅．也是人们第一次观察到这种现象。从此，人类没从未停止研究光限幅的脚步。现今。以非线性光学作为理论支撑的激光防护光限幅技术也已经兴起．其应用领域涵盖了激光加工、激光医疗等工业技术方面．与此同时．研究人员也希望此效应可在军事方面发挥其更为突出的应用，并正在努力研究。按光学原理对防护材料进行分类，可将激光防护材料【51分为线性和非线性防护材料。22非线性光学理论的国内外研究现状国内外研宄现状：激光非线性防护材料M¨的研究已经有近三