一种新型双共轭链分子非线性光学性质的理论研究

黄晓明; 陶丽敏; 郭雅慧; 高 云; 王传奎

doi:10.7498/aps.56.2570

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摘要
对实验室合成的双共轭链分子1,4-二(4-二乙胺基苯乙烯基)-2-［4-(N-甲基-N-羟乙基)氨基-4′-硝基偶氮苯］-5-己烷氧基苯(BSBAB)及合成它的单共轭链分子的单光子和双光子吸收特性在从头计算的基础上利用密度泛函理论进行了研究.分子BSBAB的优化结构显示，组成该分子的横链和纵链除了保持各自的共轭面外，几近相互垂直.因此，分子BSBAB较好地继承了两个单共轭链分子的光学特性.计算结果表明，在低能量范围内，分子BSBAB具有三个双光子吸收峰，分别来自于两个单共轭链分子以及两者的耦合作用.从理论上证明了双共轭链分子BSBAB是一种具有宽带强双光子吸收的分子材料.理论结果和实验结果符合得较好.在HF水平上的响应函数方法进一步证实了有限态求和方法计算结果的可靠性.还给出了电荷转移态的电荷迁移过程.

关键词:
双光子吸收 /

双共轭链有机分子 /

非线性光学
Abstract
One-photon and two-photon absorption properties of a double-conjugated-segment molecule (BSBAB) composed of two single-conjugated-segment molecules are studied by using density functional theory at ab initio level. The optimized geometrical structure shows that the two single-conjugated-segment parts in molecule BSBAB retain their own coplanarity and are nearly perpendicular to each other, which seems to indicate that the molecule BSBAB contains optical characteristics of both parts. The molecule BSBAB is found to have three two-photon absorption peaks in lowest energy region which are contributed respectively the two single-conjugated-segment parts respectively and the coupling between them. This also demonstrates that the molecule BSBAB is a broadband strong two-photon absorption chromophore. The response theory approach at Hatree-Fock level is used to prove the convergence of results given by the state summation method with truncated approximation. The charge-transfer process between the charge-transfer states is visualized. The theoretical results are in good agreement with the measurements.

Keywords:
two-photon absorption /

double-conjugated-segment organic molecule /

nonlinear optics
作者及机构信息
黄晓明²,

陶丽敏²,

郭雅慧²,

高云¹,

王传奎²

(1)菏泽学院物理系，菏泽 274015; (2)山东师范大学物理与电子科学学院，济南 250014

基金项目: 山东省自然科学基金(批准号：Y2004A08)，高等学校博士学科点专项科研基金(批准号：20040445001)资助的课题.
Authors and contacts
Huang Xiao-Ming²,

Tao Li-Min²,

Guo Ya-Hui²,

Gao Yun¹,

Wang Chuan-Kui²

(1)菏泽学院物理系，菏泽 274015; (2)山东师范大学物理与电子科学学院，济南 250014
参考文献

施引文献

[1]	方宇, 吴幸智, 陈永强, 杨俊义, 宋瑛林. Ge掺杂GaN晶体双光子诱导超快载流子动力学的飞秒瞬态吸收光谱研究. 物理学报, 2020, 69(16): 168701. doi: 10.7498/aps.69.20200397
[2]	赵珂, 宋军, 张瀚. 给体位置和数目对四苯基乙烯衍生物双光子吸收性质的影响. 物理学报, 2019, 68(18): 183101. doi: 10.7498/aps.68.20190471
[3]	侯国辉, 罗腾, 陈秉灵, 刘杰, 林子扬, 陈丹妮, 屈军乐. 双光子荧光与相干反斯托克斯拉曼散射显微成像技术的实验研究. 物理学报, 2017, 66(10): 104204. doi: 10.7498/aps.66.104204
[4]	杨哲, 张祥, 肖思, 何军, 顾兵. 双光子激发ZnSe自由载流子超快动力学研究. 物理学报, 2015, 64(17): 177901. doi: 10.7498/aps.64.177901
[5]	武香莲, 赵珂, 贾海洪, 王富青. 以二乙烯硫/砜基为中心的新型电荷转移分子双光子吸收特性. 物理学报, 2015, 64(23): 233301. doi: 10.7498/aps.64.233301
[6]	苏倩倩, 张国文, 蒲继雄. 高斯光束经表面有缺陷的厚非线性介质的传输特性. 物理学报, 2012, 61(14): 144208. doi: 10.7498/aps.61.144208
[7]	贾克宁, 刘中波, 梁颖, 仝殿民, 樊锡君. Y型四能级系统中Doppler展宽对VIC相关的双光子吸收的影响. 物理学报, 2012, 61(6): 064204. doi: 10.7498/aps.61.064204
[8]	赵珂, 刘朋伟, 韩广超. 分子动力学模拟方法在非线性光学中的应用. 物理学报, 2011, 60(12): 124216. doi: 10.7498/aps.60.124216
[9]	郑加金, 陆云清, 李培丽. 激发态分子内质子转移有机分子HBT的三阶非线性光学特性. 物理学报, 2010, 59(7): 4687-4693. doi: 10.7498/aps.59.4687
[10]	崔昊杨, 李志锋, 马法君, 陈效双, 陆卫. 硅的间接跃迁双光子吸收系数谱. 物理学报, 2010, 59(10): 7055-7059. doi: 10.7498/aps.59.7055
[11]	苗泉, 赵鹏, 孙玉萍, 刘纪彩, 王传奎. 超短脉冲激光在DBASVP分子中传播时的双光子面积演化和光限幅效应. 物理学报, 2009, 58(8): 5455-5461. doi: 10.7498/aps.58.5455
[12]	孙玉萍, 刘纪彩, 王传奎. 含时电离对飞秒脉冲激光在强双光子吸收介质中传播特性和光限幅行为的影响. 物理学报, 2009, 58(6): 3934-3942. doi: 10.7498/aps.58.3934
[13]	孙元红, 王传奎. 新型多共轭链有机分子双光子吸收特性的理论研究. 物理学报, 2009, 58(8): 5304-5310. doi: 10.7498/aps.58.5304
[14]	崔昊杨, 李志锋, 李亚军, 刘昭麟, 陈效双, 陆卫, 叶振华, 胡晓宁, 王茺. 双光子吸收的Franz-Keldysh效应. 物理学报, 2008, 57(1): 238-242. doi: 10.7498/aps.57.238
[15]	梁小蕊, 赵波, 周志华. 几种香豆素衍生物分子的二阶非线性光学性质的从头算研究. 物理学报, 2006, 55(2): 723-728. doi: 10.7498/aps.55.723
[16]	赵珂, 孙元红, 王传奎, 罗毅, 张献, 于晓强, 蒋民华. 1，4-二甲氧基-2，5-二乙烯基苯系列衍生物的双光子吸收截面. 物理学报, 2005, 54(6): 2662-2668. doi: 10.7498/aps.54.2662
[17]	苏燕, 王传奎, 王彦华, 陶丽敏. 二苯乙烯衍生物分子双光子吸收截面：官能团对称性的影响. 物理学报, 2004, 53(7): 2112-2117. doi: 10.7498/aps.53.2112
[18]	江俊, 李宁, 陈贵宾, 陆卫, 王明凯, 杨学平, 吴刚, 范耀辉, 李永贵, 袁先漳. FEL诱导半导体材料非线性光吸收. 物理学报, 2003, 52(6): 1403-1407. doi: 10.7498/aps.52.1403
[19]	张衍亮, 江丽, 钮月萍, 孙真荣, 丁良恩, 王祖赓. Na2中由一对耦合能级相干叠加导致的双光子吸收的干涉增强效应. 物理学报, 2003, 52(2): 345-348. doi: 10.7498/aps.52.345
[20]	何国华, 张俊祥, 叶莉华, 崔一平, 李振华, 来建成, 贺安之. 一种新型有机染料的宽带双光子吸收和光限幅特性的研究. 物理学报, 2003, 52(8): 1929-1933. doi: 10.7498/aps.52.1929

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一种新型双共轭链分子非线性光学性质的理论研究

1. (1)菏泽学院物理系，菏泽 274015; (2)山东师范大学物理与电子科学学院，济南 250014

基金项目: 山东省自然科学基金(批准号：Y2004A08)，高等学校博士学科点专项科研基金(批准号：20040445001)资助的课题.

收稿日期: 2006-03-28

修回日期: 2006-09-24

刊出日期: 2007-05-20

摘要: 对实验室合成的双共轭链分子1,4-二(4-二乙胺基苯乙烯基)-2-［4-(N-甲基-N-羟乙基)氨基-4′-硝基偶氮苯］-5-己烷氧基苯(BSBAB)及合成它的单共轭链分子的单光子和双光子吸收特性在从头计算的基础上利用密度泛函理论进行了研究.分子BSBAB的优化结构显示，组成该分子的横链和纵链除了保持各自的共轭面外，几近相互垂直.因此，分子BSBAB较好地继承了两个单共轭链分子的光学特性.计算结果表明，在低能量范围内，分子BSBAB具有三个双光子吸收峰，分别来自于两个单共轭链分子以及两者的耦合作用.从理论上证明了双共轭链分子BSBAB是一种具有宽带强双光子吸收的分子材料.理论结果和实验结果符合得较好.在HF水平上的响应函数方法进一步证实了有限态求和方法计算结果的可靠性.还给出了电荷转移态的电荷迁移过程.

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