含有Schiff结构的有机二阶非线性光学活性生色团的设计合成与性能研究

摘要

随着信息时代的到来，高速光通讯、光信息处理和光电子学等实用领域取得了飞速的发展，二阶非线性光学材料在这些领域中的应用前景得到越来越广泛的重视，有机非线性光学材料与无机材料相比具有非线性光学系数大、响应速度快、损伤阈值高、介电常数低和良好的可加工性等优点。 本文由两部分研究工作组成。第一部分设计并合成了两类十一个新型的具有光学非线性．透明性．热稳定性综合性能优化的有机二阶非线性光学活性生色团分子。第二部分则是通过对合成出的分子的各种性能测试，考察其非线性光学性能、热稳定性能和透明性能，以期满足分子设计的初衷。本文的主要内容和主要结论如下： 介绍了有机二阶非线性光学分子设计的相关知识、综述了传统二阶非线性分子的研究历程和近几年来二维电荷转移型有机二阶非线性光学生色团分子研究的新思路。并在此基础上提出了本论文第一部分的设计思想和研究内容。 按照设计合成非线性-透明性-热稳定性均衡的，具有 Y 型结构的二维电荷转移的二阶非线性光学生色团的思路，设计了以咪唑、噻唑环为母体的希夫碱结构的 Y 型二维电子转移二阶非线性光学生色团，应用 MOPAC 模拟了生色团的分子结构，计算了分子的偶极矩和极化率。 合成了所设计的含咪唑环和噻唑环的十一个新型的有机二阶非线性光学生色团分子，通过核磁、红外和元素分析鉴定为目标化合物，并详细讨论了实验过程中出现的关键性难题，为以后的工作总结了经验性成果。同时采用TGA、DTA、UV-Vis及溶剂变色法对合成的目标化合物的热性能、光吸收性能以及非线性光学性能进行了测定和研究。实验结果显示合成的目标化合物最大吸收波长均小于415nm，有的甚至在350nm以下，表明具有良好的透明性；生色团的裂解温度均在300℃左右，热稳定性良好；一阶超极化率β值与常规的有机非线性生色团相当，综合性能得到了优化，达到了预期目标。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章有机二阶非线性光学活性生色团的研究进展

1.1引言

1.2传统的有机二阶NLO分子的研究

1.3有机二阶非线性光学分子设计的新思路与研究进展

1.3.1寻求不同的共轭桥组合

1.3.2优化电子给体、受体的强度组合

1.4本课题组的研究

第二章咪唑、噻唑类二阶非线性光学生色团的设计及理论计算

2.1引言

2.2咪唑、噻唑类二阶非线性光学生色团的设计思想

2.3理论计算和分子能量最小化模型

第三章实验部分

3.1引言

3.2实验

3.2.1试剂与仪器

3.2.2合成路线

3.2.3合成方法

3.3关于实验部分的讨论

3.3.1分子设计的讨论

3.3.2合成方法的讨论

第四章目标分子的性能测试和二阶极化率的计算

4.1目标分子的性能测试

4.2二阶极化率(β)的计算

第五章总结

参考文献

附 图

致 谢