有机三阶非线性光学材料的研究进展

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1、有机三阶非线性光学材料的研究进展／4鸿汀等·1·有机三阶非线性光学材料的研究进展浦鸿汀，刘玲(同济大学材料学院功能高分子研究所，上海200092)摘要非线性光学材料在图像处理、全光开关、光学存储和记忆系统等领域有着较大的应用潜力，近年来对三阶非线性光学聚合物材料的研究成为研究工作中的热点。分类介绍了各种有机三阶非线性光学聚合物的合成、结构与性能的最新研究进展，评述了三阶非线性光学性能表征技术的研究状况，展望了有机三阶非线性光学材料的前景和存在的问题。关键词三阶非线性光学表征极化聚合物进展AdvanceinResearchandDevel

2、opmentsofThird-orderNonlinearOpticalPolymersPUHongting。LIULing(InstituteofFunctionalPolymer，SchoolofMaterialsSci．&Eng．，TongjiUniversity，Shanghai200092)AbstractWiththerapiddevelopmentsofopticalcommunicationtechniques，third-ordernonlinearopticalpol—ymersattractmoreandmorea

3、ttention．Inthispaper，therecentdevelopmentofsynthesis，structureandpropertiesofthird-ordernonlinearopticalpolymersissummarized．Themethodofthecharacterizationonthird-ordernonlinearopti-calpropertiesiscommented．Thefutureofthethird-ordernonlinearopticalpolymersisprospected．Ke

4、ywordsthird-ordernonlinearoptical，characterization，poledpolymer，advance随着以光子学为中心的信息时代的到来，具有特殊信息处介质粒子极化产生电偶极子所需的时间比较短。共轭聚合物理功能和超快响应的光电材料成为未来信息材料发展的主体。具有良好的电学性质、光学性质以及机械性能和加工性，有希望激光倍频发现40年来，非线性光学(NLO)有了很大发展，已成用于制造如化学传感器、光泵塑性激光、光发散二极管和光电芯为光电子学的前沿领域之一。非线性光学材料在图像处理、全片等器件[33。共

5、轭聚合物用作非线性光学材料始于1976年光开关、光学存储和记忆系统等领域有着较大的应用潜力，近年Sauteret等E4]发现的含有对甲苯磺酸取代基的聚二乙炔(PDA-来对三阶非线性光学聚合物材料的研究逐渐引起了人们的重PTS)晶体具有很大的三阶非线性光学性能。一般认为三阶非视。非线性光学是强光光学，研究的是物质在强光作用下产生线性光学响应与体系的离域电子结构有关，而且离域长度增的输出光场强度与原入射光的非线性关系。非线性光学材料在加会明显地提高三阶极化系数。在研究共轭聚合物三阶非线性强光作用下，其极化强度P是光波电场E的非线性函数：光学

6、性能的机理方面，具有代表性的是Dixit等Es]提出的共轭聚i合物的电子态模型，该模型成功地解释了共轭体系中包括非线P—E0∑(JEj=E0(7‘E+‘E2+a／0’E3+⋯)1’’’’性光学过程和光激发态的动态行为在内的各种光学过程。文献E0为真空介电常数，【J(一1，2，⋯)为J阶电极化率，其中最重已报道的共轭聚合物三阶非线性光学材料有聚二乙炔(PDA)、要的是x’和x。项，它们分别与二阶及三阶NLO效应相联系。聚苯胺(PAN1)、聚噻吩(I)，rh)、聚吡咯、聚乙炔(PA)、聚苯乙炔分子水平的微观电极化强度P可表示为：(PPV)、

7、聚丙烯腈及其衍生物等]。P=eo(口E+++⋯)聚二乙炔(PDA)的通式为七c—C-CR-=CRz3-，一般情况a，8，丫分别为分子的线性极化系数和二阶、三阶极化系数。传下，R。、为同一种取代基团。PDA是唯一一类由二乙炔单晶统的非线性光学材料以LiNbOa、KHzP04等无机非线性光学材通过固相聚合形成的单晶聚合物[7]。Wegner~。]用固相聚合的料为主。有机非线性光学材料与无机非线性光学材料相比，具方法得到了PDA单晶，并用此法得到晶体薄膜和LB膜。2O世有非线性光学系数大、响应速度快、光学损伤阈值高、直流介电纪9O年代初Suz

8、uoki等E9]采用LB膜技术制备了聚(10，12一二常数低等优点[1]，其中聚合物非线性光学材料由于分子可设计十五一二炔酸)薄膜，并且采用三次谐波方法测量了三阶NLO极性、高机械强度、良好化学稳定性等优点