有機(jī)光色材料甲基紅的光學(xué)性質(zhì)的研究.pdf

1、20世紀(jì)以來(lái)，由于信息的迅猛發(fā)展，電子材料已經(jīng)不能完全滿(mǎn)足人們對(duì)信息處理日益增大的需求，光功能材料應(yīng)運(yùn)而生。作為一種重要的光功能材料，有機(jī)光色材料以其優(yōu)異的光學(xué)性質(zhì)受到越來(lái)越多的關(guān)注。在眾多的有機(jī)光色材料中，甲基紅屬于偶氮苯類(lèi)有機(jī)光色材料，本論文主要研究甲基紅的光學(xué)性質(zhì)，從理論和實(shí)驗(yàn)上分別對(duì)其光學(xué)性質(zhì)和參數(shù)進(jìn)行討論，主要內(nèi)容有：
　　 介紹了常見(jiàn)的光致變色材料的概況與研究現(xiàn)狀以及偶氮苯類(lèi)光致變色材料的光學(xué)特性。回顧了測(cè)量非線(xiàn)性折

2、射率的方法及其物理機(jī)理，之后具體說(shuō)明了本論文使用的三種方法——Kramers-Kronig變換方法、光致雙折射方法、Z掃描方法的基本原理。
　　 用自制的旋涂裝置旋涂制作了甲基紅-PMMA薄膜樣品，總結(jié)了旋涂法制膜的操作步驟和注意事項(xiàng)。
　　 測(cè)量甲基紅-PMMA樣品的在基態(tài)和激發(fā)態(tài)的吸收光譜，由光譜信息并利用K-K變換計(jì)算出甲基紅基態(tài)和激發(fā)態(tài)的折射率分布以及折射率變化Δn的分布。理論推導(dǎo)了由反射光譜并利用KK變換計(jì)算折

3、射率分布的具體步驟，并編寫(xiě)計(jì)算程序。
　　 將甲基紅摻雜薄膜放在一對(duì)正交的偏振片之間，當(dāng)激發(fā)光照射薄膜時(shí)，探測(cè)光的透射率發(fā)生變化。分別測(cè)量在激發(fā)光不同強(qiáng)度和不同偏振方向下的探測(cè)光的透射率，以研究樣品的雙折射特性。實(shí)驗(yàn)表明，隨著激發(fā)光光強(qiáng)的增大，打開(kāi)激發(fā)光后探測(cè)光透射率的飽和值增大，且關(guān)閉激發(fā)光后探測(cè)光透射率的穩(wěn)定值也變大。同時(shí)，探測(cè)光的透射率與在探測(cè)光與激發(fā)光偏振方向夾角θ有關(guān)，穩(wěn)定時(shí)的透射率正比于sin22θ，即θ=45°時(shí)，

4、透射率最大。同時(shí)，利用測(cè)得的透射率計(jì)算得到有激發(fā)光和無(wú)關(guān)閉激發(fā)光時(shí)的折射率變化分別為2.9832×10-3和0.9114×10-3。
　　 分別用連續(xù)532nm、632.8nm和脈沖532nm激光對(duì)甲基紅-乙醇溶液進(jìn)行了Z掃描實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行比較。532nm脈沖激光下，非線(xiàn)性折射率變化為Δn=-1.662×10-3，非線(xiàn)性折射率系數(shù)為n2=-1.468×10-9 m2/W；532nm連續(xù)激光下，非線(xiàn)性折射率變化為Δn=-5.133×

5、10-3，非線(xiàn)性折射率系數(shù)為n2=－3.715×10-9m2/W；632.8nm連續(xù)激光下，非線(xiàn)性折射率變化為Δn=-2.195×10-4，非線(xiàn)性折射率系數(shù)為n2=-1.049×10-10m2/W。對(duì)波長(zhǎng)為532nm脈沖光源和波長(zhǎng)為532nm的連續(xù)光源下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，即比較光、熱的共同作用下非線(xiàn)性折射率系數(shù)與光致非線(xiàn)性折射率系數(shù)間的大小關(guān)系，發(fā)現(xiàn)在甲基紅的Z掃描過(guò)程中光致非線(xiàn)性與熱致非線(xiàn)性產(chǎn)生效果大小可相比擬，熱致非線(xiàn)性效應(yīng)不能被