[發明專利]多光子激光材料

有效

• 申請號: 201310011363.0
• 申請日: 2013-01-11
• 公開（公告）號: CN103059834B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: 鄭慶東
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: C07D401/06
• 分類號: C07D401/06;C09K11/06;H01S3/213
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用于頻率上轉換激光的材料，特別是推拉電子型有機多光子激光染料。

背景技術

作為一種非線性光學現象，多光子吸收是在強光激發下，介質同時吸收兩個（三個或者更多個）光子，從基態躍遷到激發態的過程。如果同時吸收的光子數是2個就稱之為雙光子吸收（三階非線性效應）。如果同時吸收的光子數是3個就稱之為三光子吸收（五階非線性效應）。讓我們以雙光子吸收為例，在介質給定位置處之雙光子吸收程度，與入射局部光強平方和介質的雙光子吸收系數之乘積成正比。這里而介質的雙光子吸收系數是跟介質結構相關的固有性質。雙光子吸收過程具有非常好三維處理能力和極高的空間分辨本領。近年來雙光子（或者多光子）吸收材料在生物、物理、化學、醫學和微電子技術等多個領域得到廣泛的應用。這些應用主要包括：多光子光限幅、雙光子熒光成像和顯微技術、三維信息存儲、雙光子光化學治療、雙光子微加工及頻率上轉換激光等等。在頻率上轉換激光的應用中，利用多光子激光材料具有以下優點：1、不需要倍頻過程的相位匹配；?2、可以簡便地利用紅外激光實現激光波長的調諧；3、可以采用膜、波導和光纖等柔性器件模式。

相對于線性吸收（單光子吸收），多光子吸收過程是一種相對比較弱（發生幾率低）的過程，它只有在強光作用下（雙光子吸收為例：光強通常要求≥10^6-7?W/cm²)才能發生。但是這種弱過程可以通過使用具有強多光子吸收系數的材料來彌補。因此，為了讓多光子吸收材料能夠滿足實際應用，非常有必要設計、合成新型具有強多光子吸收截面的材料。多光子激光材料要求材料不僅有大的多光子吸收截面，還要求材料需要有較高的熒光量子效率以便于實現粒子反轉。目前關于雙光子激光材料的報道比較多，也有少量關于3光子和4光子激光材料的報道，但是尚未有關于5光子激光材料的發現。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新型多光子激光材料的制備方法，及其在頻率上轉換激光中的應用。該材料使用具有推拉電子結構的共軛有機體系，通過對關鍵基團的電子分布狀態的調控，增強材料的多光子吸收能力。這類材料的結構如下：

本發明采用如下方法來制備多光子激光材料：

1．丙烷磺酸內鹽的制備

4-甲基吡啶和1,3-丙烷磺內酯在丙酮中加熱回流12小時，冷卻后析出固體，減壓抽濾獲得內鹽。

2．多光子激光材料的合成

以哌啶為催化劑,?丙烷磺酸內鹽與相應的芳香醛反應，脫水后得到目標化合物。

附圖說明

附圖1表示在本發明中制備例2所合成化合物的吸收光譜圖和發射光譜圖。

附圖2表示在本發明中制備例2所合成化合物的3光子激光光譜圖、輸入激光3倍頻圖和熒光圖。

附圖3表示在本發明中制備例2所合成化合物的5光子激光光譜圖、輸入激光3倍頻圖和熒光圖。

附圖4表示在本發明中制備例2所合成化合物的3光子激光的輸入輸出曲線。

附圖5表示在本發明中制備例2所合成化合物的5光子激光的輸入輸出曲線。

具體實施方式

在下文中，所列實例目的是為更詳細的解釋本發明，本發明所含內容并不僅限于此。

制備例1：丙烷磺酸內鹽

在100?mL的圓底燒瓶中加入4-甲基吡啶（0.01mol）、1,3-丙烷磺內酯（0.01mol）和50?mL丙酮，加熱回流12小時，冷卻后析出固體，減壓抽濾獲得2.1?g白色固體，產率91?%。^lH?NMR?(DMSO-d₆,?300?MHz，ppm):?7.98?(d,?2H,?J=6.3?Hz),?7.05?(d,?2H,?J=6.3?Hz),?3.68?(t,?2H,?J=6.9?Hz),?2.83?(t,?2H,?J=6.0?Hz),?1.68?(s,?3H),?1.25?(m,?2H,?J=6.9?Hz).

制備例2：(E)-3-(4-(2-(1-己基-4-甲基-1H-5-咪唑基)乙烯基)-1吡啶基)丙烷磺酸內鹽IPPS