通过双醚化反应、氯甲基化反应以及在强碱性条件下进行的脱氯化氢反应制备聚(2－甲氧基－5－丁氧基)对苯乙炔(PMOBOPV)、聚(2－甲氧基－5－己氧基)对苯乙炔(PMOHOPV)、聚(2，5－二丁氧基)对苯乙炔(PDBOPV)和聚(2，5二己氧基)对苯乙炔(PDHOPV)等四种可溶性聚对苯乙炔(PPV)衍生物，通过紫外－可见吸收光谱对产物分子结构进行表征．结果显示，PMOBOPV、PMOHOPV、PDBOPV和PDHOPV的共轭π电子发生π→π^*跃迁的吸收峰分别位于491 nm、495 nm、504 nm和510 nm处，相应的光学禁带宽度分别为2．23 eV、2．18 eV、2．12 eV和2．07 eV．利用简并四波混频技术测量PPV衍生物的三阶非线性光学性能，探讨了分子结构对PPV衍生物三阶非线性极化率(x⁽³⁾)的影响．研究发现，激发波长为532nm时，PMOBOPV、PMOHOPV、PDBOPV和PDHOPV的共振x⁽³⁾值分别为3．45×10^－10、5．13×10^－10、7．15×10^－10和9．61×10^－10 esu；激发波长为1064 nm时，它们的非共振x⁽³⁾值分别为1．09×10^－11、1．42×10^－11、1．62×10^－11和2．14×10^－11 esu．

利用532nm的连续激光对烷氧基非对称聚对苯撑乙烯衍生物的氯仿溶液进行诱导衍射实验,通过观察衍射环的个数可以估算出材料的克尔常数及非线性折射率.实验发现,当入射激光功率达到阈值0.77mW而小于3.36mW时,通过在接收屏处观察光克尔效应对激光横截面上的空间自相位调制而产生的衍射环个数,可以估算出样品溶液的克尔常数γ的大小近似为5.55×10-10m2/W及非线性折射率 n 2的大小为9.21×10-4esu.当入射激光功率继续增大时,由于热效应对激光横截面上的空间自相位调制产生的衍射环逐步淹没光克尔效应引起的衍射环,接收屏上的衍射图案将发生显著的变化.

用532 nm基模高斯光束对2-甲氧基5-丁氧基取代聚对苯撑乙烯的氯仿溶液进行激光诱导衍射实验及光限幅特性的研究.实验发现,当高斯光束通过样品溶液时,在远场处出现衍射环;随着入射功率的增大,衍射图案会发生显著的变化.理论分析表明,该现象可以用光克尔效应、热效应作用下的附加相位孔对入射光束的衍射行为来解释.还进一步研究了532 nm激光作用下样品溶液的光限幅特性,根据实验结果分析得出:由热效应引起的自衍射是产生光限幅特性的主要机制.

利用旋涂法,通过接枝共聚方法制备具有偶氮侧基的聚氨酯高分子聚合物薄膜.利用二倍频YAG激光(532 nm)作为激发光,白光光源作为参考光,在室温下测试了该薄膜在激发光作用前后的吸收光谱,发现该薄膜在430-530 nm内有较强的吸收.最后给出激发光强度的增大和撤去激发光后,随着无光照时间的延长,380 nm与520 nm波长处吸收强度的变化趋势.

合成一种新型π共轭聚吡咯衍生物--聚吡咯-{2,5-二[(对硝基)苯甲烯]}(PPNB),制备了该高分子的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)溶液和聚乙烯醇(PVA)复合薄膜.用532 nm,8 ns脉冲激光作抽运光源,氦氖激光(632.8 nm,CW)为探测光源,测量了该高分子的非线性光学响应过程,测得PPNB/NMP溶液和PPNB/PVA薄膜的激光诱导折射率的建立时间分别为4 μs和5 μs,恢复时间分别为30 ms和5 ms.引起这种非线性效应的机制可能主要是热光非线性效应.

制备了一种新型有机聚合物(聚吡咯甲烯)与聚乙烯醇的非线性光学复合薄膜,在该样品的激光纵向扫描实验中发现,随着样品相对于高斯光束束腰位置的不同,产生了两种不同结构的同心衍射环.理论分析表明,该现象可以用光克尔效应和热光非线性效应共同作用下的附加相位孔对入射光束的衍射行为来解释.从菲涅耳基尔霍夫衍射积分公式出发,建立了非线性光学介质对高斯光束的衍射模型,通过数值积分,得到了与实验现象符合的计算结果.

利用合成的一种新型π共轭聚合物――聚吡咯甲烯为非线性介质，进行激光感应衍射实验，测量材料的非线性折射率。实验发现，当526nm的基模高斯光束通过该聚合物的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)溶液时，在远场处产生了多个同心衍射圆环。该现象可以用高斯光束通过介质时产生的空间自相位调制解释。经过理论分析和数值计算，发现样品对光束横截面上产生的非线性相移非常近似于高斯分布。通过对非线性相移的高斯曲线拟合及衍射环个数的测量，可以估算出聚吡咯甲烯/NMP溶液的非线性折射率n2～-1.85×10-3esu。