有機材料的非線性光學性質(zhì)及雙光子吸收的理論研究.pdf

1、量子化學不僅能直接研究形成化學鍵的相互作用及分子中的電子結(jié)構(gòu),此外還能探討化合物中各類相互作用和實驗所確定的分子結(jié)構(gòu)特性間的關(guān)系.隨著計算機條件和理論方法的發(fā)展,用較嚴格的理論研究揭示復雜有機大分子和聚合物體系的各種性質(zhì)已成為可能.有機材料的非線性起源不同與無機材料,無機材料的非線性起源于材料的電子結(jié)構(gòu),有機及聚合物材料的光學非線性則主要地與其分子的結(jié)構(gòu)性質(zhì)有關(guān).這主要是由于有機晶體和聚合物是分子單元通過范德瓦爾斯分子力鍵合組成.分子內(nèi)

2、共價鍵鏈的相互作用比分子間范德瓦爾斯分子力的相互作用強得多,因此每個分子的電子結(jié)構(gòu)與其它分子只存在極弱的耦合作用.每個分子基本上可看作一個獨立的非線性極化源,近鄰分子的耦合主要通過局域場作用來實現(xiàn).所以也把有機及聚合物材料稱作分子材料.有機非線性材料最突出的優(yōu)點是,它能夠在分子水平上進行結(jié)構(gòu)設計,以期取得最佳的光學非線性響應和其它特定的光電性質(zhì).該文利用含時微擾理論和輻射場與分子的電偶極子作用及Born-Oppenheimer近似重新導

3、出超極化率的表達式,結(jié)合從頭算GAUSSIAN程序和半經(jīng)驗量子化學計算方法ZINDO的輸出結(jié)果,用Fortran語言自編計算分子超極化率及雙光子吸收截面的程序.首先,對一些小分子進行了理論計算并與其它方法進行了比較,結(jié)果得到很好的符合.該方法克服了其它方法的弊端,如ADF程序中不能計算三次諧波產(chǎn)生和簡并四波混頻,有限場(Finite-Field)方法只能加一定大小的電場,這使得它難與實驗值進行比較,而且它是由二階非線性光學系數(shù)結(jié)果計算三