含偶氮苯聚酰亚胺的光致变色与非线性光学研究

"该文介绍了一种通过重氮偶合反应和酰亚胺化反应合成的侧链含有偶氮苯发色团的聚酰亚胺非线性光学材料(NLOPI)，并研究了其光致变色性能和三阶非线性光学特性。在532nm的YAG激光照射下，NLOPI的光致变色效应表现为360nm吸收增强，500nm吸收减弱。通过Z-扫描技术，测得其非线性折射率n2、非线性折射系数γ、非线性吸收系数β和三阶光学非线性极化率χ(3)的值，表明这种聚酰亚胺是自散焦介质，具有显著的非线性光学效应。" 本文主要探讨了一种新型的非线性光学材料——侧链含偶氮苯发色团的聚酰亚胺(NLOPI)，这种材料在光致变色和非线性光学领域具有潜在应用价值。光致变色性能是指材料在光照射下能发生可逆的颜色变化，这一特性在信息存储、显示技术和智能窗口等领域有广泛应用。作者通过将对-硝基苯基重氮氟硼酸盐与聚酰胺酸反应，得到含偶氮苯发色团的聚酰亚胺，然后进行酰亚胺化反应，成功制备了NLOPI。 实验结果显示，当使用532nm的YAG激光照射NLOPI时，随着激光辐射时间和功率密度的增加，NLOPI在360nm波长的吸收增加，而500nm波长的吸收减少，表现出明显的光响应行为。这种光致变色性能的变化可能归因于偶氮苯结构的光诱导异构化，即在特定光激发下偶氮苯从一种构象转变为另一种构象，导致材料吸收谱的改变。 此外，利用单光束Z-扫描技术，研究人员系统地分析了NLOPI的三阶非线性光学特性。Z-扫描是一种测量材料非线性光学性质的常用方法，通过观察材料对聚焦激光的透射或反射变化来确定其非线性光学系数。测得NLOPI的非线性折射率n2为-1.62×10-7 esu，非线性折射系数γ为-4.04×10-14 m2/W，非线性吸收系数β为3.98×10-8 m/W，三阶光学非线性极化率χ(3)为3.41×10-18 m2/W。这些参数表明NLOPI是一种自散焦介质，意味着在高光强度下，材料能自动调整其折射率以防止光束的自我聚焦，这对于高功率激光传输和光开关等应用至关重要。 侧链含偶氮苯发色团的聚酰亚胺不仅展示出良好的光致变色性能，还具有显著的非线性光学特性，这使得它成为未来光电子器件和光学信息处理领域的候选材料。通过优化材料结构和制备条件，有望进一步提升其光响应特性和非线性光学性能，从而拓展其在光电子技术中的应用范围。