二阶非线性光学聚酰亚胺的讨论小结方成 092186摘要:综述了近年来关于二阶非线性光学聚酰亚胺的讨论情况,并根据目前存在的问题,展望了以后的讨论方向。关键词:二阶非线性;聚酰亚胺引言非线性光学(Nonlinear Optic , NL0) 是讨论在强光(激光)作用下物质的响应与场强呈现的非线性关系的科学。与场强有关的光学效应称为非线性光学效应。[1]根据麦克斯威电磁场理论,物质在电磁场的作用下将被极化,其极化率可用外电磁场E的幂级数来描述:P=ε0*(αE+βE2+γE3+……)………………....(1)P=ε0*(χ(1)E+χ(2)E2+χ(3)E3+……)……………(2)式(1)和(2)分别表示了分子和宏观材料的极化率, 式中ε0为真空下的介电常数,α、β、γ为分子的线性系数和二阶、三阶极化系数, χ(n)为材料的n阶极化系数。因此,在一般的电磁场作用下可只考虑线性项的作用,这就是大家熟悉的线性光学所描述的情形。但在强激光作用下,第二项及以后的各阶非线性项的影响就不能再忽略了,物质的极化与场强就将呈现出非线性函数关系,产生了非线性光学效应。根据极化系数的幂次,可把非线性光学效应分为阶,其中以二阶和三阶效应最为重要,讨论也最多。[2,3,4]自60年代激光发现以来,非线性光学有了迅速的进展, 已经成为新兴学科光电子学的前沿领域之一。同时近年来,以光为信息载体的光电子技术迅速进展,它就要求材料能满足高速度、高密度和对信息的多个并行处理。而非线性光学材料正是这样的关键材料,它具有非线性光学系数大、反应速度快、抗激光损伤性能小等一系列现有无机材料无法比拟的优点,因而在光电技术、集成光学及光通信等方面具有宽阔的应用前景。[5,6]尤其是有机聚合物材料,由于它们具有设计方便、易于加工和结构稳定等特点, 聚合物非线性光学材料的讨论受到普遍重视。其中, 芳香聚酰亚胺(Polyimide,PI)分子中的芳香环刚性结构给予其优越的耐高温性能和环境稳定性, 这为提高性能及实现其长期稳定性提供了有利的条件, 使之成为难得的骨架聚合物之一。[7]1 PI产生NLO的原理非线性光学聚合物的制备通常是将本身具有较大二阶非线性系数(β)值的不对称性共扼结构单元(常称作NLO生色团)连接到高分子的主链或侧链上, 或者直接与高分子材料复合。[8,9,10] 这些NLO生色团是强电子给体和受体的基团通过大л共轭体系作为“桥”结构连接的“一维”电荷转移分子,其结构通式可写成D-л-A。其中D和A分别表示电子给体和受体基团。[11]一般情况下引入的生色团在聚合物中任意排...