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几种查耳酮的二阶非线性光学性质解析

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二阶非线性光学材料课件

二阶非线性光学材料课件
它要经受250℃的短时高温和具有100％左右的承 受加工和操作的长时间热稳定性 。
。
• 一般说来，二阶非线性光学材料的设计原则为： • 1)设计和选择基态偶极矩小，激发态偶极矩大的
分子，吸、供电基不要选择电负性相差悬殊的基 团； • 2)降低分子的中心对称性，引入手性原子； • 3)分子内引入氢键的基团使分子在氢键的作用下 定向、非中心对称排列； • 4)分子成盐，盐中分子间库仑力的作用要大于偶 极作用，阳离子分隔屏蔽了有极性的发色团之间 的作用。成盐提高二阶非线性光学系数，尤其适 用于极性大的分子； • 5)形成包结络合物。
。
• 二阶非线性光学高分子材料大致可分为三 类：
• (1)高分子与生色基小分子的主客复合物， • (2) 生色基功能化的高分子； • (3)LB膜的高分子化。
。
• 1．高分子—生色团低分子的宾主复合物
。
• 宾主型非线性光学材料大致可分为三种类 型：
• (1)透明的非晶高分子与二阶非线性光学有 机低分子的复合物.
• ④折射率光栅的形成过程。在此空间电荷场的作用 下，通过电光或双折射效应，在物质内形成折射率 在空间的调制变化。根据静电泊松方程就可以形成 一个正弦变化的折射率光栅，该光栅与初始光波相 比有θ 度的相移角。
。
• 光折变效应有两个显著特点：弱激光响应 和非局域响应。前者指其效应与激光强度 无明显相关性，用弱激光如毫瓦量级功率 的激光来照射光折变材料，只需足够长的 时间，也会产生明显的光致折射率变化。 一束弱光可以使电荷—个个地移动．从而逐 步建立起强电场。后者指通过光折变效应 建立折射率相位栅不仅在时间响应上显示 出惯性，而且在空间分布上其响应也是非 局域的，折射率改变的最大处并不对应光 辐照最强处。

一种新的非线性光学现象--Cascaded二级非线性光学效应

一种新的非线性光学现象--Cascaded二级非线性光学效应

一种新的非线性光学现象--Cascaded二级非线性光学效应韩良恺;秦亦强;周群;徐兰芳
【期刊名称】《苏州大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2001(017)001
【摘要】从Maxwell方程组出发,研究了一种新的非线性光学效应--Cascaded二级非线性现象,推导了依赖于光强的折射率变化--类克尔效应,分析了Cascaded非线性系数依赖于基波波长及波矢失配的变化规律.提出了超晶格材料中产生Cascaded二级非线性效应的设想.
【总页数】5页(P74-78)
【作者】韩良恺;秦亦强;周群;徐兰芳
【作者单位】南通师范学院物理系,;南通师范学院物理系,;南通师范学院物理系,;南通师范学院物理系,
【正文语种】中文
【中图分类】0437
【相关文献】
1.二级非线性光学效应的磁性研究 [J], 屈少华
2.一种新的非线性系统脊骨线提取方法 [J], 张皓; 李东升; 李宏男
3.一种新的数据驱动的非线性自适应切换控制方法 [J], 牛宏;陶金梅;张亚军
4.一种新的非线性无量纲化方法与应用 [J], 张和平;汤发庚;熊丽华
5.一种新的具有非线性光学效应的固溶体Mg_xZn_(3-x)BPO_7 [J], 王国富;吴以成;傅佩珍;倪征;陈创天
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06 第四章 二阶非线性光学效应

06 第四章 二阶非线性光学效应
一、二次谐波的产生 谐波产生是光学混频的一种特例。二次谐波产生的 理论完全遵循和频产生的理论，条件为：
1 2
3 2
在具有反演对称性的晶体中，二次谐波产生在电偶极 矩近似下是禁止的，而三次谐波产生总是允许的。在 可忽略泵浦场损耗的范围内，三次谐波产生的理论也 与和频理论类似。在实验上，可用两块非线性晶体串 连起来构成一个有效的三次谐波发生器。
1 2 3
k k1 k 2 k 3
曼利－罗（M-R）关系：
dS1
1

dS2
2

dS
dS3
3
N
dN1 dN2 dN3
光子流密度

1 N 2 N 3 N C
1 2 3
3. 和频的产生
和频产生：频率为 1和 2 的激光束在非线性晶体 中相互作用，产生非线性极化强度 P ( 2) ( 3 1 2。 ) 该极化强度是振动偶极矩的集合，起着频率为 3的 辐射源的作用。为了使能量有效地从频率 1 和 2的 泵浦波转移到频率为 3 的生成波，在和频产生中 必须满足能量和动量守恒，即：
( 2) ( 2) 0 ( 2 (,0) E0 ) E 0 ( ) eff E
(1) ( 2) 2 (,0) E0
1. 折射率椭球几何法
E0 0 E0 0
x2 y2 z 2 2 2 1 2 nx n y nz
一、小信号近似理论处理
二、大信号理论处理
dE (1 , z ) i12 ( 2 ) * ikz E ( , z ) E ( , z ) e eff 2 3 dz k1c 2
2 dE (2 , z ) i2 ( 2) * ikz E ( , z ) E ( , z ) e eff 1 3 dz k2c 2

两个D-π-A型查耳酮类染料的光物理性质

两个D-π-A型查耳酮类染料的光物理性质

基 一 ２一羟基查尔酮 （ ） ４一 Ｎ一二乙胺基 一 １和 Ｎ， ２一羟基查尔 酮（ ） 首次得到 了有机染料 ２的单 ２． 晶， 并用 ｘ射线衍射方 法测定 了其晶体结构． 研究 了它们在 不 同溶 剂和 固体基质 （ 甲基 丙烯酸 聚
甲酯 （ ＭＭＡ） ＳＯ 溶胶 一 胶玻璃 和 Ｐ Ａ ＳＯ 溶胶 一 胶 复合玻璃 ）中的光物 理性 质． Ｐ 、ｉ： 凝 ＭＭ ／ ｉ： 凝 研究 发现有机染料在 固体 基质 中的荧光强度相对于溶液 中大大增强 ， 稳定 性提高．
素【 ． ４ 一般认为分子优 良的平面性对分子的非线性光学性质是有利 的 ． Ｊ Ｊ基于此考虑 ， 分别以二 甲胺基
和二 乙胺 基 为 电子 给体 合成 了两 种 ２一羟基 查耳 酮 类 有 机染 料 ， 基 的 引 入有 助 于 提 高分 子 骨 架 的平 羟 面性 ， 定并 解析 了一 种染 料 的晶体结 构 ， 测 研究 了在 不 同溶 剂 中 的光 物理 性 质 ． 着 现 代科 学 技 术 的快 随 速 发展 ， 人们 对材 料性 能 的要 求 越来越 高 ， 单一 的材 料往 往 难 以满 足各 种 不 同的要 求 ， 材料 的 复 合化 是 材料 发展 的必 然趋 势之 一 ． 有杌／ 无机 复合 材料 正在 成为 一个 新 兴 的极 富生 命 力 的研 究 领 域 ， 到 了人 受 们 的普遍 重视 ． 特别 是 溶胶 一凝胶 作 为室 温附 近湿化 学方 法 ， 制备 无 机基 质材 料 中的应 用为 有机 染料 在 的掺 人 提供 了一种 可行 和有 效 的方法 ， 大 的推 动 了有 机 一无 机 复 合 材 料 的研 究 Ｊ本 文 中分 别 以纯 极 ． 聚 甲基丙 烯酸 甲酯 （ ＭＭＡ）纯 ＳＯ 溶胶 一凝 胶玻 璃 和 Ｐ Ｐ 、 ｉ ＭＭＡ ＳＯ 溶胶 一凝 胶 复 合玻 璃 为 固体 基 质 ， ／ ｉ 制备 了有 机／ 无机 复合 材料并 研究 了其 光物 理性 质 ． ・

4-(N-咔唑基)查尔酮的合成及其光学性质

4-(N-咔唑基)查尔酮的合成及其光学性质

4-(N-咔唑基)查尔酮的合成及其光学性质严妍;朱慧枝;金凤;周虹屏【摘要】4-N-咔唑基苯甲醛和苯乙酮经aldol反应合成了一种新型含咔唑基查尔酮——4-(N-咔唑基)查尔酮(2),其结构经1HNMR,IR,MS和元素分析表征.运用UV-Vis和单光子荧光光谱研究了2的光学性质.结果表明:2的λmax位于360 nm 和320 nm附近;2在CH2a2和DMF中具有良好的荧光发射能力,λmax位于520 nm.【期刊名称】《合成化学》【年(卷),期】2014(022)005【总页数】4页(P620-622,626)【关键词】咔唑基;查耳酮;合成;光学性质【作者】严妍;朱慧枝;金凤;周虹屏【作者单位】安徽大学化学化工学院,安徽合肥230039;安徽大学化学化工学院,安徽合肥230039;安徽大学化学化工学院,安徽合肥230039;阜阳师范学院化学化工学院,安徽阜阳236041;安徽大学化学化工学院,安徽合肥230039【正文语种】中文【中图分类】O626.1;O621.3·快递论文·咔唑具有大的刚性共轭平面结构，是富电子基团，具有较强的给电子能力、高发光能力和优良的空穴传输性能[1-4]，咔唑具有多样的化学可修饰性，有利于进行分子设计。

因此，含咔唑基团的有机共轭分子作为光学材料引起了人们广泛的关注。

查尔酮及其衍生物是芳香醛和芳香酮的醛酮缩合产物,是合成众多不同功能性化合物的重要有机合成中间体[5-6]。

另外，查尔酮具有不对称的共轭分子结构，分子内电子流动性好,所以含有光电功能性基团的查尔酮衍生物具有优良的光学性质，在光电功能材料方面具有潜在的应用价值[7-8]。

为了寻找新型的咔唑基查尔酮化合物，并研究其光学性能，本文以4-N-咔唑基苯甲醛(1)和苯乙酮为原料，经aldol反应合成了一种新型含咔唑基查尔酮——4-(N-咔唑基)查尔酮(2，Scheme 1)，其结构经1H NMR,IR，MS和元素分析表征。

查尔酮及其与丙二酸二乙酯Michael加成产物的合成与光谱学性质

查尔酮及其与丙二酸二乙酯Michael加成产物的合成与光谱学性质

第28卷,第4期光　谱　实　验　室Vol.28,No.4 2011年7月Chinese J ournal of Sp ectroscop y L abor atory July,2011查尔酮及其与丙二酸二乙酯Michael加成产物的合成与光谱学性质张荣莉 张泽(安徽工程大学生物与化学工程学院　安徽省芜湖市赭山东路8号　241000)摘　要　以取代苯甲醛和苯乙酮,用水作溶剂,以碳酸钠为催化剂,制备了一系列查尔酮化合物。

将所得查尔酮与丙二酸二乙酯及碳酸钾置于玛瑙研钵中常温无溶剂研磨,得到相应的M ichael加成产物。

采用紫外光谱和红外光谱法对合成出的查尔酮化合物以及相应的查尔酮与丙二酸二乙酯的M ichael加成产物进行了分析,研究不同取代基对紫外吸收波长和红外吸收谱带的影响。

紫外光谱中查尔酮化合物随着取代基的不同, ma x发生相应的蓝移和红移;加成产物的 max与取代基的位置和种类无关。

红外光谱中查尔酮化合物在1660cm-1和1608cm-1分别有 , -不饱和酮的羰基和双键的伸缩振动谱带,加成产物在1724cm-1和1675cm-1分别有酯羰基和与苯环共轭羰基的伸缩振动谱带。

关键词　查尔酮;丙二酸二乙酯;M ichael加成;紫外光谱;红外光谱中图分类号:O657.32;O657.33 文献标识码:A 文章编号:1004-8138(2011)04-1577-061　引言查尔酮(1,3-二苯基丙烯酮)及其衍生物由芳香醛酮经羟醛缩合后形成,是一类重要的有机合成中间体和药物合成中间体,尤其是合成黄酮类化合物的重要中间体,被广泛应用于医药和日化领域[1—4]。

合成查尔酮的途径有两条:(1)以氯化铝为催化剂,取代肉桂酰氯与芳烃进行Fridel-Crafts 反应。

(2)在碱催化下苯乙酮与芳醛进行Claisen-Schmidt缩合反应。

Michael加成反应是形成碳—碳键的重要方法,近几年来在无溶剂条件进行的Michael加成反应有很大发展,已有文献对此进行了详细综述[5]。

第4章 二阶非线性光学效应

(4.1-22)
2
2
2
第4章 二阶非线性光学效应
由（4.1-19）式关系, 有
1 1 2 0, 2 41E1 n 1 n 4 1 1 2 0, 2 41E2 n 2 n 5 1 1 2 0, 2 63E3 n 3 n 6
(4.1-2)
第4章 二阶非线性光学效应
因此, 相应于频率为ω的极化强度分量表示式为
(1) ( 2) P ( , t ) 0 [ ( ) E eit c.c.] 2 0 [ ( ,0) E E0 eit c.c.] (1) ( 2) 0{[ ( ) 2 ( ,0) E0 ]E eit c.c.}
(4.2-4)
第4章 二阶非线性光学效应
4.3 三波混频及和频、 差频产生
4.3.1 三波混频的耦合方程组 由二阶非线性极化强度的一般表示式（1.2-36）式, 可以得到三波混频中任何一对光波所感应的非线性极 化强度复振幅为
xzy 0 0
0 xzy 0
0 xyz 0
0 0 zxy
0 0 zxy
KDP晶体的有效相对介电张量元素可表示为
(2 (2 ( )eff 2 )z Eo 2 )z Eoz
第4章 二阶非线性光学效应
写成矩阵的形式为
( r eff
第4章 二阶非线性光学效应
当直流电场为零, 且x、 y、 z轴分别平行于三个介 电主轴时, 有
1 1 1 2 , 2 0 2 n 1 E0 0 nx n 4 E0 0 1 1 1 2 , 2 0 2 n 2 E 0 0 n y n 5 E0 0 1 1 1 2 , 2 0 2 n 3 E 0 0 n z n 6 E0 0

超快光学 第08章 非线性二阶效应


耦合波方程
02
01
03
耦合波方程是描述两个或多个波相互作用的数学模型 ，常用于描述非线性光学中的双波耦合现象。
它是一个非线性偏微分方程组，描述了不同波长或模 式的波在非线性介质中的相互作用和能量转换。
耦合波方程的解可以揭示双波耦合过程中的相位匹配 条件、能量转移速率等关键参数。
极化率与非线性折射率
光束整形与光束控制
光束整形是指改变光束的形状、大小、方向等参数的过程。 利用非线性二阶效应，可以对光束进行整形，实现光束的聚 焦、扩散、弯曲等操作。
光束控制是通过对光束的传播进行精确调控，实现光束的稳 定传输和精确指向。非线性二阶效应在光束整形与控制中的 应用，有助于提高光学系统的性能和稳定性。
04
得更加显著，影响非线性二阶效应的表现。
02
非线性二阶效应的数学模型
薛定谔方程
薛定谔方程是描述光场与物质相互作用的基本方程 ，用于描述光在非线性介质中的传播行为。
它是一个非线性偏微分方程，包含了光场与物质相 互作用的非线性项，能够描述光束在介质中的自聚 焦、自散焦等非线性现象。
薛定谔方程的解可以揭示光在非线性介质中的演化 过程，包括光束的形状变化、分裂、聚焦等。
实现信息处理，如光学倍 频、光学参量振荡等，为光学通信、光学传感等领 域提供技术支持。
非线性二阶效应的物理机制
01
光场与物质相互作用
非线性二阶效应的产生源于光场与物质的相互作用，当光场强度足够高
时，光子与物质中的电子发生相互作用，导致物质对光的响应表现出非
线性的行为。
高级量子理论
随着量子理论的深入发展，更高级的量子理论模型将为非线性二阶效应提供更 精确的描述和预测，有助于深入理解非线性光学的本质。

张毅 第三章 二阶非线性光学效应1资料讲解


☆
dE3(z) dz
2ic3n3 Deˆ3
χ(2)(3;1,2):eˆ1eˆ2E1E2exp(ikz)
dEd1z(z) dEd2z(z)
i2Dcn11 (2)(1;2,3)E2*(z)E3(z)expi(kz)
i
D2
2cn2
(2)(2;3,1)E3(z)E1*(z)expi( kz)
(E1E1*E2E2*)
可以用一个简单公式来概括， 即将二阶极化强度在频域内进行傅里叶展开
P (2)(t) P (n)ex i pnt)(
n
9
P (2)(t) P (n)ex i pnt)(
☆
n
这些频率成分以及它们对应的二阶非线性效应如下
PPP(((221 21))2)002((22)) EE01222(2)E1E2 P(1 2) 20(2)E1E2* P(0) 20(2)(E1E1* E2E2*)
4
本章将推导此方程组，
☆
并应用此方程组研究几种典型的二阶非线性光学效应：
光学倍频、和频、差频、参量过程，
推导出这些过程的光功率效率公式。
相位匹配和相位失配是非线性光学的重要概念， 相位匹配实质上是指光电场与介质没有动量交换， 即所谓的“动量守恒”；
相位失配就是光与介质之间有动量交换。
本章以二阶效应为例， 给出相位匹配的概念，相位匹配的条件， 以及实现相位匹配的方法。
eˆ3
χ(2)(3;1,2):eˆ1eˆ2
极化率的三个分量写成如下标量形式
( 2 ) (1 ; 2 ,3 ) e ˆ 1 χ ( 2 ) (1 ; 2 ,3 ) :e ˆ 2 e ˆ 3
( 2 ) (2 ;3 , 1 ) e ˆ 2 χ ( 2 ) (2 ;3 , 1 ) :e ˆ 3 e ˆ 1

什么是光的光学非线性和光学非线性效应

什么是光的光学非线性和光学非线性效应？光的光学非线性是指光在介质中传播时，光的强度与其电场的关系不遵循线性关系的现象。

光学非线性效应是指由光学非线性引起的一系列物理效应。

下面将详细介绍光的光学非线性和光学非线性效应的原理、特点和应用。

一、光学非线性1. 原理光学非线性是指光在介质中传播时，介质对光的响应与光的强度不呈线性关系的现象。

在线性光学中，光与介质的相互作用遵循线性叠加原理，即光的传播过程中，光的强度与电场的关系是线性的。

然而，在某些介质中，当光的强度达到一定程度时，介质会出现非线性响应，导致光的强度与电场的关系不再是线性的。

这种非线性响应可以由介质的非线性极化效应、非线性吸收效应、非线性散射效应等引起。

2. 特点光学非线性具有以下特点：（1）阈值效应：光学非线性通常存在阈值效应，即只有当光的强度超过一定阈值时，才会出现非线性响应。

（2）非线性极化：光学非线性会导致介质的非线性极化，即介质在光的作用下产生非线性极化电荷，进而改变光的传播性质。

（3）非线性介质：光学非线性通常发生在特定的非线性介质中，如非线性晶体、非线性光纤、非线性液晶等。

3. 应用光学非线性在光通信、光信息处理和光传感等领域中有广泛应用。

其中一些重要的光学非线性效应包括：（1）自相位调制（Self-Phase Modulation，SPM）：光在非线性介质中传播时，光的相位会随着光的强度而变化，导致光的频谱发生扩展。

这种效应可以用于光通信中的波长转换和光时钟恢复等应用。

（2）光学参数放大（Optical Parametric Amplification，OPA）：光在非线性介质中经过非线性过程，产生新的频率成分。

这种效应可以用于光通信中的波长转换和频率合成等应用。

（3）光学相共轭（Optical Phase Conjugation，OPC）：光在非线性介质中经过非线性过程后，可以实现光的反向传播，保持光的相位和幅度信息。

这种效应可以用于光信息处理中的图像重建和噪声抑制等应用。

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