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激光技术 1999年第5期23卷 262-266页

作者：余大斌孙晓泉王自荣电子工程学院研究所合肥230037

随着激光武器的发展，对相应的对抗措施不断提出更高的要求。光限幅材料体在对抗激光干扰与致盲武器中具有重要的研究价值。作者简要介绍了近年来光限幅材料的研究情况及其在这一对抗领域中的应用研究。

关键词：光限幅材料激光防护激光武器防护设备

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含有铂芳香炔的聚芳醚砜光限幅材料研究

含有铂芳香炔的聚芳醚砜光限幅材料研究

作者：李佩窈吉林大学

学位级别：硕士

随着全球对新材料需求的不断增加,研究固有性能和特殊功能兼备的材料或复合材料已是大势所趋。作为特种工程塑料的代表,聚芳醚类材料具有较高的机械强度、优异的化学稳定性、优良的耐温性以及耐辐射性等综合性能,近些年来对聚芳醚功能... 详细信息

随着全球对新材料需求的不断增加,研究固有性能和特殊功能兼备的材料或复合材料已是大势所趋。作为特种工程塑料的代表,聚芳醚类材料具有较高的机械强度、优异的化学稳定性、优良的耐温性以及耐辐射性等综合性能,近些年来对聚芳醚功能化的研究愈发重视。通过物理或化学手段,使具有特殊功能的基团或组分与聚芳醚基体进行有机结合,从而得到综合性能优异的功能材料。为保证材料的固有性能,对引入聚合物基体组分的筛选至关重要,主要遵循相容性好、基本性能（如热稳定性等）与聚芳醚基体匹配或相当等原则。近年来,以铂芳香炔为代表的一系列新型重金属炔化物或低聚物开始在光限幅领域崭露头角。其所包含的铂炔结构单元,以及较大的π电子共轭结构使得其在光物理性能方面有着独到之处,同时其还具有较为突出的稳定性和强大的三阶非线性吸收效应,该类化合物的特点使得其在许多领域重新焕发出活力。然而,在分子设计的过程中,共轭体系的增大会影响其透明度和溶解性;同时,化合物若在溶液中高浓度存在,会产生一定的聚集现象并发生猝灭,降低其光限幅性能,这些问题在一定程度上限制了铂芳香炔化合物的进一步应用。由此,通过调控铂芳香炔类化合物分子内部的结构（共轭体系等）,平衡铂芳香炔材料的透过率和限幅能力,避免聚集产生猝灭,是铂芳香炔类光限幅材料急需解决的问题。本论文利用铂芳香炔的反饱和吸收效应,基于聚芳醚砜树脂机械强度高、化学稳定性优异等特点,通过分子设计,构筑了多种可用于亲核聚合的铂芳香炔单体,进而制备出功能化的聚芳醚砜共聚物,研究了分子的不同共轭长度对聚合物性能产生的影响;为避免铂芳香炔浓度过高造成聚合物交联,通过改变聚合物链段的长度和投料比,首次设计了支化型的嵌段超支化共聚物,并与聚芳醚砜聚合物进行溶液共混,提升其机械性能和线性透过率;成功制备出固态光限幅材料并进行了开孔Z扫描测试,相较于未引入铂芳香炔组分的聚芳醚砜材料,其限幅能力得到了大幅提升。本论文研究工作为研究铂芳香炔材料固态光限幅器件提供了新的思路。

关键词：聚芳醚砜铂芳香炔非线性光学反饱和吸收光限幅材料

一锅法制备二氧化硅包覆的金属纳米粒子及其在光限幅材料中的应用

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一锅法制备二氧化硅包覆的金属纳米粒子及其在光限幅材料中的应用

作者：季朝阳青岛科技大学

学位级别：硕士

贵金属纳米粒子以其超快的非线性光学响应成为激光防护材料的研究热点,Au和Ag纳米粒子的表面等离子共振可以通过粒子的形貌进行调节,因此可以开发成为对抗可调谐激光的光限幅材料。研发基于Au和Ag纳米粒子的固体光限幅器件的关键是将水... 详细信息

贵金属纳米粒子以其超快的非线性光学响应成为激光防护材料的研究热点,Au和Ag纳米粒子的表面等离子共振可以通过粒子的形貌进行调节,因此可以开发成为对抗可调谐激光的光限幅材料。研发基于Au和Ag纳米粒子的固体光限幅器件的关键是将水相中制备的金属纳米粒子成功转移到有机相中,并将其掺杂到疏水性聚合物材料中。金属纳米粒子在转移过程中由于热力学不稳定性易产生不可逆的聚集,而对纳米粒子进行表面包覆构建核壳结构能够有效消除聚集现象。SiO2作为包覆材料具有较高的稳定性、化学惰性、可控的孔隙率和光学透明性。因此,SiO2包覆法是一种将金属纳米粒子分散到疏水性聚合物中的有效方法。然而,大部分合成SiO2包覆金属纳米粒子涉及到多个步骤,需要耗费大量的时间。因此,简便的一锅合成的方法来对于研发基于Au和Ag纳米粒子的光限幅材料具有重要意义。本文的主要工作:1、以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为稳定剂和介孔结构模板,采用一锅法在碱性溶液中通过甲醛还原氯金酸制备了二氧化硅包覆的金纳米粒子(Au@SiO2)。Au纳米粒子包覆SiO2前后的紫外可见吸收光谱的变化显示二氧化硅包覆在60 min内完成,Au@SiO2吸收峰波长红移随TEOS用量增加而增大。Au@Si O2的透射电镜(TEM)表征,发现SiO2壳层厚度和Au核直径的比例随TEOS用量增加而增大。2、以TEOS为硅源,CTAB为稳定剂和介孔结构模板,采用一锅法通过甲醛还原AgNO3制备了二氧化硅包覆的银纳米粒子(Ag@SiO2)。研究了不同用量的TEOS对Ag@SiO2的紫外可见吸收峰波长的影响,结果显示Ag@SiO2的吸收峰波长蓝移,且随TEOS用量增加而蓝移增大。Ag@SiO2纳米粒子的透射电镜表明,SiO2壳层厚度和Ag核直径比值同样随TEOS用量的增加而增大。3、制备了不同Ag@SiO2纳米粒子含量的银纳米粒子-有机硅杂化橡胶材料,研究了在532 nm纳秒激光下银纳米粒子-有机硅杂化橡胶材料的光限幅性能,结果显示,与多步合成法制备的Ag@SiO2纳米粒子光限幅材料相比具有相同优良的性质,表明一锅合成法可以成功地制备基于银纳米粒子的光限幅橡胶材料。

关键词：一锅法核壳结构金、银纳米粒子二氧化硅光限幅材料

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光限幅材料与激光防护

黑龙江大学自然科学学报 2002年第4期19卷 70-72,81页

作者：常青叶红安黑龙江大学电子工程学院

介绍了激光防护的几种方法及其特点,并着重介绍了光限幅材料在激光防护中的应用及限幅机理。

关键词：激光威胁激光防护光限幅材料限幅机理防护措施半导体材料

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聚丁二炔光限幅材料

中国激光 1996年第5期23卷 461-464页

作者：朱培旺余从煊刘敬镛宋瑛琳李淳飞北京理工大学化工与材料学院哈尔滨工业大学应用物理系

研究了５－（２－硫甲基－４－甲基－５－嘧啶基）－２，４－戊二炔－１－醇对甲苯磺酸酯（ＰＤＡＴＳ）的光限幅性能。与现有的光限幅材料相比，这种材料具有线性透射率高、限幅幅值和限幅阈值低等优点，在线性透过率为８７％时．其限... 详细信息

研究了５－（２－硫甲基－４－甲基－５－嘧啶基）－２，４－戊二炔－１－醇对甲苯磺酸酯（ＰＤＡＴＳ）的光限幅性能。与现有的光限幅材料相比，这种材料具有线性透射率高、限幅幅值和限幅阈值低等优点，在线性透过率为８７％时．其限幅幅值和限幅阈值分别为Ｅｃ＝１８０ｍＪ／ｃｍ２。

关键词：聚丁二炔透射率光限幅材料激光材料

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卟啉/聚芳醚酮光限幅材料的制备及性能研究

卟啉/聚芳醚酮光限幅材料的制备及性能研究

基于C60的高分子光限幅功能材料的设计和制备

2013年全国高分子学术论文报告会

作者：杜垠龙姜旭朱凯张淑玲王贵宾吉林大学化学学院吉林大学特种工程塑料教育部工程研究中心

＜正＞随着激光技术的迅速发展和激光在各个领域的广泛应用,用于防护人眼和光学传感设备免于激光伤害的光限幅材料（激光防护材料）的研发成为了迫切需要。以卟啉、酞菁为代表的大环共轭有机化合物因其具有强激发态吸收、长激发态寿命... 详细信息

＜正＞随着激光技术的迅速发展和激光在各个领域的广泛应用,用于防护人眼和光学传感设备免于激光伤害的光限幅材料（激光防护材料）的研发成为了迫切需要。以卟啉、酞菁为代表的大环共轭有机化合物因其具有强激发态吸收、长激发态寿命、良好的化学稳定性、超快的三阶非线性光学响应速度被人们广泛地研究;然而这一类化合物溶解性较差,小分子难以加工,在高浓度溶液中很容易聚集,因此需要通过分散在一种综合性能优异的基质中来实现其

关键词：聚芳醚酮光限幅材料卟啉非线性吸收

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基于C60的高分子光限幅功能材料的设计和制备

作者：顾慧丽华东理工大学

学位级别：硕士

富勒烯C60于1985年发现,到现在已经经历了很长一段时间的发展,它是一个有12个五边形被20个六边形包围着的全碳球状物质,并且双键都位于五边形的外环。将C60及其衍生物所表现出来的优异卓越的光、电、磁等性质与其它材料(如高分子)的优... 详细信息

富勒烯C60于1985年发现,到现在已经经历了很长一段时间的发展,它是一个有12个五边形被20个六边形包围着的全碳球状物质,并且双键都位于五边形的外环。将C60及其衍生物所表现出来的优异卓越的光、电、磁等性质与其它材料(如高分子)的优良性能巧妙地结合起来,发展具有特殊性能的新型材料,开拓C60及其衍生物各方面的应用研究是当前最富有挑战性的一项工作。由于全碳材料的溶解性都比较小,使得其实用性大大降低。因此对C60进行化学改性,使其在溶剂中具有较大的溶解度十分有必要。并且由于高分子本身的成膜性能比较好,通过1,3-偶极加成反应也能比较简便的对C60进行化学修饰,因而本课题基于高分子-C60进行了研究。本文制备了共4种新型的C60-高分子共价键合材料,并对其光限幅性能进行了研究。第一章为绪论,主要介绍了光限幅的主要机理以及C60的化学改性研究进展和C60光限幅研究进展。第二章制备了含芴,咔唑,苯并噻二哗修饰的C60高分子高分子PTCF-C60。与PTCF-CHO相比,PTCF-C60的荧光强度大大降低,荧光淬灭机制主要为C60和高分子之间的能量转移。对PTCF-C60的光限幅性能进行研究,发现它具有展现出典型的反饱和吸收性能。同时研究了PTCF-C60的非线性散射性能,其散射性能虽然随着入射光的增强而增加,但总体保持在十分低的水平,表明非线性散射非材料的主要光限幅机理,也同时表明PTCF-C60的主要的限幅机理为反饱和吸收。第三章通过两种方法制备得到了含有三苯胺及笏和C60共价接枝的材料。方法通过Suzuki聚合反应聚合得到了高分子PTF-CHO再通过1,3-偶极加成反应共价接枝到C60上,得到高分子PTF-C60-1;方法二：合成了小分子三苯胺-C60的单体,再通过Suzuki反应和笏硼酸酯进行聚合,同样也得到了高分子PTF-C60-2。PTF-C60-2的分子量较PTF-C60-1的要较低,可能是由于TPA-C60本身体积比较大,再聚合时,位阻相对于比较大。与PTF-CHO相比,PTF-C60-1的荧光强度大大降低,荧光淬灭机制主要为C60和高分子之间的能量转移。对材料光限幅性能进行研究,PTF-C60-1在THF中具有较好的溶解性,也具有较好的光限幅性能。高分子PTF-C60-2在甲苯当中具有相当好的溶解性,同样也具有很好的光限幅性能。无论是PTF-C60-1还足PTF-C60-2非线性散射都不是它们的主要限幅机理,其主要机理还是为反饱和吸收。第四章制备了含C60材料PCF-C60。并证明荧光淬灭机制主要为C60和高分子之间的能量转移。材料的光限幅性能还在进一步测试中。

关键词：富勒烯光限幅材料高分子共价修饰

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钒、铬、锰纳米材料的非线性吸收性能研究

钒、铬、锰纳米材料的非线性吸收性能研究

作者：辛沂山东理工大学

学位级别：硕士

随着社会的进步和科技的发展,二维材料因其独有的物理、化学性质和丰富多样的组合方式,逐渐取代传统材料,在光电器件、传感元件、信息传输、储能、催化等方面得到研究人员的青睐。除了在上述领域得到了长足的发展,近年来二维材料在光学... 详细信息

随着社会的进步和科技的发展,二维材料因其独有的物理、化学性质和丰富多样的组合方式,逐渐取代传统材料,在光电器件、传感元件、信息传输、储能、催化等方面得到研究人员的青睐。除了在上述领域得到了长足的发展,近年来二维材料在光学领域,特别是非线性光学领域,譬如非线性吸收、折射、散射等方面也取得了众多的研究成果。随着研究人员不断的探索创新,越来越多的新型二维材料被合成出来,其相应的双光子吸收、饱和吸收等特性逐渐为人所知,使得二维材料被广泛应用于光限幅材料、调Q锁模激光器等领域。钒、铬、锰元素作为过渡金属,在催化、光学、能源等领域主要以其氧化物或硫化物等化合物的形式存在,研究发现现阶段鲜有对钒、铬、锰单质的非线性光学性质研究报道。因此,本文以钒、铬、锰单质作为研究对象,利用酒精辅助的液相剥离法得到相应的纳米片悬浊液,并对其进行物理、化学性质表征测试;通过开孔Z扫描技术深入研究并分析了钒、铬、锰纳米片在宽波带范围下的非线性吸收性能,探索了其作为光限幅材料的可行性。本文的研究工作主要有:(1)采用液相剥离法制备钒、铬、锰纳米片悬浊液及对其进行基础表征。利用液相剥离法得到了厚度为5.76-6.52 nm的二维钒纳米片、厚度为2.36-3.03 nm的二维铬纳米片和厚度为5.0-11.0 nm的二维锰纳米片;分别对各纳米片进行了扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射、拉曼光谱等表征分析,得到了纳米片和单质粉末的表面形貌、晶格参数、组成元素、透过率等物理化学参数。通过光谱仪分析结果,得到了在1064、532、355 nm波段下,钒纳米片的线性吸收系数为1.87、2.15、2.58 cm,铬纳米片的线性吸收系数为1.84、2.20、2.37 cm,锰纳米片的线性吸收系数为2.41、2.35、2.38 cm。(2)搭建了开孔Z扫描平台,借助二次谐波和三次谐波技术将1064 nm脉冲激光倍频至532 nm和355 nm的脉冲激光,并分别测得了钒、铬、锰纳米片在不同激发能量下的透过率变化图像。通过三阶非线性吸收计算公式,分别对各纳米片在宽波带范围下的实验点进行了非线性吸收拟合,并计算得到样品在不同激发波长下的饱和强度、双光子吸收系数、双光子吸收截面和非线性吸收阈值等参数。数据分析表明在三个波长下,钒、铬、锰纳米片均表现出优异的双光子吸收行为。当激发波长为1064、532和355 nm时,钒纳米片的饱和强度分别为1.32±0.01、0.80±0.04和0.71±0.03 GW/cm;最小非线性激发阈值分别为0.31、0.35和0.45 GW/cm;双光子吸收截面分别为(0.46±0.02)×10、(1.14±0.03)×10和(2.33±0.03)×10 cm s;双光子吸收系数分别为1.45±0.06、1.80±0.04和2.41±0.03 cm/GW。较小的饱和强度、较大的双光子吸收截面和吸收系数表明,钒纳米片在紫外波段的双光子吸收性能更加优异,突出了其作为抗紫外脉冲激光损伤材料方面的潜力。铬纳米片在1064、532、355 nm波段的双光子吸收系数分别为3.86±0.03、3.12±0.05、2.58±0.04 cm/GW;饱和强度分别为0.27±0.01、0.49±0.02、0.51±0.03 GW/cm;最小激发阈值为0.45、0.37和0.25 GW/cm;双光子吸收截面分别为(8.33±0.13)×10、(2.01±0.03)×10和(3.74±0.03)×10 cm s。即铬纳米片在355 nm波长下表现出更明显的双光子吸收行为,具有较大的双光子吸收强度和吸收截面,这意味着铬纳米片在紫外波段作为光限幅材料的潜力巨大。锰纳米片的非线性吸收行为与其他两种材料相似,在1064、532及355 nm处的双光子吸收系数分别为4.59±0.09、6.46±0.07、5.05±0.03 cm/GW;饱和强度分别为0.38±0.02、0.26±0.01、0.24±0.01 GW/cm;双光子吸收截面分别为(1.57±0.31)×10、(4.4±0.05)×10和(5.17±0.03)×10 cm s;最小激发阈值分别为0.22、0.17、0.14 GW/cm。较大的双光子吸收系数、较小的饱和强度和激发阈值表明锰纳米片在紫外波段具有优异的非线性吸收性能,在人眼、精密光学器件保护等方向具有巨大的潜力。

关键词：二维材料非线性吸收过渡金属光限幅材料

卟啉侧基型聚芳醚酮非线性光学材料的制备及性能研究

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卟啉侧基型聚芳醚酮非线性光学材料的制备及性能研究

富勒烯溶液和掺铝氧化锌薄膜的光限幅效应研究

2015年全国高分子学术论文报告会

作者：杜垠龙张梦晗杨砚超张淑玲王贵宾吉林大学化学学院特种工程塑料教育部重点实验室

激光具有单色性好、能量密度高的特点,已在医疗、通信、加工、科研及军用领域得到了广泛应用,但同时会造成人眼和光学传感设备的失明或失灵。因此激光防护材料,尤其是基于非线性光学的光限幅材料的研发成为了当前社会的迫切需要。卟啉... 详细信息

激光具有单色性好、能量密度高的特点,已在医疗、通信、加工、科研及军用领域得到了广泛应用,但同时会造成人眼和光学传感设备的失明或失灵。因此激光防护材料,尤其是基于非线性光学的光限幅材料的研发成为了当前社会的迫切需要。卟啉类大环分子及其衍生物因其快速光学响应、高非线性吸收系数、长激发态寿命、良好的化学稳定性近十年来在溶液体系中已被广泛地研究;然而卟啉分子易聚集、难成膜,且在溶液中不利于实际应用,需要具有一定机械强度、透光率、耐高温的聚合物材料作为发挥功能的载体基质。聚芳醚酮是一类重要的高性能特种高分子材料,兼有优良的机械性能和热稳定性。本工作合成了若干单官能度的卟啉化合物,通过酯化反应成功将其引入聚芳醚酮大分子的侧基。Z扫描和光限幅测试表明聚合物具有高非线性吸收系数和较低的限幅阈值,同时具有良好的溶解性和耐热性。

关键词：聚芳醚光限幅材料卟啉非线性吸收

来源： cnki会议评论

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富勒烯溶液和掺铝氧化锌薄膜的光限幅效应研究

作者：左宇杰南京航空航天大学

学位级别：硕士

随着高功率激光器的迅速发展,各国越来越重视激光防护技术的研究,探索经济实用的激光防护材料。当前,基于非线性光学原理的激光防护技术及光限幅材料,在可见光波段的研究已经比较成熟,但是在近红外波段实现激光防护的光限幅材料研究较... 详细信息

随着高功率激光器的迅速发展,各国越来越重视激光防护技术的研究,探索经济实用的激光防护材料。当前,基于非线性光学原理的激光防护技术及光限幅材料,在可见光波段的研究已经比较成熟,但是在近红外波段实现激光防护的光限幅材料研究较少。研究表明,富勒烯(C和C)和掺铝氧化锌(Aluminum-doped zinc oxide,AZO)在可见光波长具有较强的非线性光学效应,但在近红外光波段的非线性光学效应尚待研究。本文针对波长1064nm高功率脉冲激光的防护技术,研究富勒烯溶液和AZO薄膜的光限幅效应。以不同浓度(0.25和1mmol/L)和厚度(5和10mm)的富勒烯溶液(C甲苯、C二甲苯、C甲苯和C二甲苯)为样品,测量了不同入射光强下的透射率,分析了浓度、厚度、溶质、溶剂对富勒烯溶液光限幅效应的影响。以AZO薄膜为样品,在不同脉冲宽度(26、62和101ns)和能量密度(5.3、10.6和15.9J/cm)的激光下,分别开展了开孔和闭孔Z扫描测量实验,计算了非线性吸收系数和非线性折射率系数,分析了脉冲宽度和能量密度对非线性光学效应的影响,与其他几种具有非线性光学效应的薄膜对比。研究结果表明,在1064nm的纳秒脉冲激光下,当入射光功率密度低于20MW/cm时,富勒烯溶液样品的透射率稳定在0.8以上。当入射光功率密度高于20MW/cm时,富勒烯溶液溶质与溶剂一定,浓度越高、厚度越大,透射率总体上更低,光限幅效应越强;富勒烯溶液浓度与厚度一定,C的透射率总体上低于C的透射率,光限幅效应更强;甲苯和二甲苯溶剂样品的透射率差别不大,溶剂对光限幅效应几乎没有影响。AZO薄膜的非线性吸收系数平均值为3.68×10m/W,非线性吸收效应主要表现为反饱和吸收;非线性折射率系数平均值为-6.34×10m/W,非线性折射效应主要表现为自散焦。入射激光的脉冲宽度和能量密度对AZO薄膜的非线性吸收系数和非线性折射率系数几乎没有影响。与其他几种具有非线性光学效应的薄膜相比,AZO的非线性光学系数的数量级更大,有望成为光限幅材料。

关键词：激光防护技术光限幅材料非线性光学富勒烯掺铝氧化锌