论文部分内容阅读
非线性光学作为现代光学的一个分支，对通信、军事、国防以及人们的日常生活起到越来越重要的作用。在非线性光学材料的主要类型中，有机非线性生色团分子作为其中的重要一类，因其具有较大的二阶非线性极化率等特点，近年来成为人们关注的研究热点。本文系统地介绍了该课题的研究背景和有机非线性生色团分子的研究进展，在此基础上设计并合成了一系列含呋喃共轭桥和三氰基呋喃受体的生色团分子，用红外光谱、核磁共振氢谱和元素分析等手段对目标分子的结构进行了表征，并对该系列生色团分子的热性能和非线性光学性能进行研究。本文的工作内容和主要结论如下所述：1．设计并合成了一种新型含双呋喃共轭桥的生色团分子2-二氰基亚甲基-3-氰基-4-{2-[2-(4-二甲胺基-苯乙烯基-呋喃基-5)-乙烯基-呋喃基-5]-乙烯基}-5,5-二甲基-2,5-二氢呋喃，简称其为MF3C，通过对比其含简单苯环共轭桥和含单呋喃共轭桥的生色团分子，依次简称其为MFC和MFFC，研究共轭桥长度的改变对生色团分子的非线性性能变化的影响。2．通过Wittig反应和Vilsmeier反应合成了上述目标生色团分子，对各步的合成工艺条件进行了详细研究。3．通过红外光谱、核磁共振氢谱和元素分析对目标生色团分子进行结构表征，确定了分子结构确系各步的目标产物。4．用TGA法研究了三种生色团分子的热性能，此时MFC的热性能相对最好，其热分解温度最高，为301oC，而MF3C的热性能相对最差，其热分解温度最低，为228oC。所有生色团分子的耐热性能良好，均能够满足器件制备的要求。5．用溶致变色法研究了三种生色团分子的非线性光学性能，测定其在不同系列溶剂中的紫外-可见吸收光谱。结果表明，三种生色团分子均具有良好的透光性。由溶致变色法计算生色团分子在1064nm的工作波长下的μgβCT值，此时MFC的μgβCT值最小，为3.6×10-45esu，MF3C的μgβCT值最大，为5.9×10-44esu。计算结果表明MF3C分子具有较大的二阶非线性品质参数，在器件应用方面具有较大潜力。