本發明專利技術公開了一種基于超快能量轉移的雙光子激光材料，包括染料和激光材料，所述染料為萘二甲酰亞胺，所述激光材料為聚[2-甲氧基-5-(2’-乙基己氧基)對苯乙炔]。本發明專利技術還公開了一種基于超快能量轉移的雙光子激光材料的制備方法。本發明專利技術的基于超快能量轉移的雙光子激光材料較原來的有機共軛聚合物激光材料聚[2-甲氧基-5-(2’-乙基己氧基)對苯乙炔]的雙光子激發的閾值低了約兩個數量級，并且在周圍環境通過雙光子激發，本發明專利技術的使用壽命也比該有機共軛聚合物激光材料長了兩個數量級。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及激光物理、非線性光學、生物光子學及激光醫療等眾多領域，具體涉及一種基于超快能量轉移的雙光子激光材料。
技術介紹
激光泵浦下的頻率上轉換發光因其深刻的應用背景，自其發現以來一直受到人們的重視。特別是近些年來，隨著激光技術和激光材料的發展，頻率上轉換發光在實現激光器、光通訊、信息儲存、生物標記、醫學診斷和治療等領域的巨大應用潛力受到學術科技界的廣泛關注。由于不受相位匹配條件的限制，通過多光子泵浦激發產生的頻率上轉換激光較利用和頻及二次諧波實現的頻率上轉換激光更有優勢。同樣多光子激發相比于單光子激發有良好的空間限制性，使得其在納米微加工、高密度光學儲存讀取等領域有著獨特的優勢。另外在生物光子學的應用上，一方面由于泵浦激發光是生物組織光學窗口波長的近紅外光，使得激發光可深入生物組織；另一方面多光子吸收非線性依賴于局域場強，空間限制性好，使得我們在做生物標定或治療時對其他正常組織的傷害降到最低。目前，實現多光子激光在上述這些方面的應用還面臨一些基本問題和技術挑戰。我們知道多光子吸收 是非線性光學過程，低功率下激發的效率極低，且典型的多光子材料很難產生粒子數反轉，直接導致所需的激發閾值都很高，使得材料的穩定性變差，壽命變短，限制了其在實際應用中可行性。因此，需要一種新的基于超快能量轉移的雙光子激光材料以解決上述問題。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對現有技術存在的不足，提供一種能夠降低激發閾值和提高使用壽命的基于超快能量轉移的雙光子激光材料。為實現上述專利技術目的，本專利技術基于超快能量轉移的雙光子激光材料可采用如下技術方案: 一種基于超快能量轉移的雙光子激光材料，包括染料和激光材料，所述染料為萘二甲酰亞胺，所述激光材料為聚[2-甲氧基-5-(2’ -乙基己氧基)對苯乙炔]。更進一步的，所述染料和激光材料的質量比為:2:3-4:1。進一步的，所述染料和激光材料的質量比為7:3。本專利技術還公開了一種基于超快能量轉移的雙光子激光材料的制備方法，包括以下步驟: 1)、取所述染料和激光材料，所述染料和激光材料的質量比為:2:3-4:1； 2)、分別向所述染料和激光材料中注入有機溶液，攪拌使所述染料和激光材料均完全溶于所述有機溶液中； 3)、將步驟2)得到的兩種溶液混合，攪拌使兩種容易充分混合；4)將步驟4)得到的混合溶液取出滴在潔凈的基片上，晾干即得本專利技術的基于超快能量轉移的雙光子激光材料。更進一步的，步驟2)中所述有機溶劑為氯苯溶液。更進一步的，所述染料和激光材料的質量比為7:3。有益效果:本專利技術的基于超快能量轉移的雙光子激光材料較原來的有機共軛聚合物激光材料聚[2-甲氧基-5-(2’_乙基己氧基)對苯乙炔]的雙光子激發的閾值低了約兩個數量級，并且在周圍環境通過雙光子激發，本專利技術的使用壽命也比該有機共軛聚合物激光材料長了兩個數量級。【附圖說明】圖1是本專利技術所采用的超快能量轉移的物理機制示意圖； 圖2是實施例1雙光子激發的光譜圖； 圖3是實施例1雙光子激發的閾值與有機共軛聚合物激光材料聚[2-甲氧基-5-(2’ -乙基己氧基)對苯乙炔]的比較； 圖4是實施例1通過雙光子激發在分布反饋式結構中產生的激光和放大的自發發射光譜的比較； 圖5是不同質量比的染料和激光材料制備得到的雙光子激光材料的雙光子激發閾值。【具體實施方式】下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本專利技術，應理解這些實施例僅用于說明本專利技術而不用于限制本專利技術的范圍，在閱讀了本專利技術之后，本領域技術人員對本專利技術的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。本專利技術基于超快能量轉移的雙光子激光材料，包括染料和激光材料，染料為萘二甲酰亞胺，激光材料為聚[2-甲氧基-5-(2’_乙基己氧基)對苯乙炔]，染料和激光材料的質量比為2:3-4:1。優選的，染料和激光材料的質量比為7:3。此時雙光子激光材料的雙光子激發閾值最低。本專利技術還公開了一種基于超快能量轉移的雙光子激光材料的制備方法，包括以下步驟: 1)、取染料和激光材料，染料和激光材料的質量比為2:3-4:1;優選的，染料和激光材料的質量比為7:3 ; 2)、分別向染料和激光材料中注入有機溶液中，攪拌使染料和激光材料均完全溶于該有機溶液中； 3)、將步驟2)得到的兩種溶液混合，攪拌使兩種容易充分混合； 4)將步驟4)得到的混合溶液取出滴在潔凈的基片上，晾干即得本專利技術的基于超快能量轉移的雙光子激光材料。請參閱圖1、圖2、圖3和圖4所示，圖1為本專利技術所采取的超快能量轉移的物理機制示意圖，其中橫線代表給體和受體的簡易能級結構，TPA表示雙光子吸收，ET表示能量轉移，PL代表激光發射，空心小圓球代表空穴，實心小圓球代表電子。本專利技術的具體制備過程如下:將質量比為2:3-4:1的萘二甲酰亞胺染料和一種稱為聚[2-甲氧基-5-(2’_乙基己氧基)對苯乙炔]的激光材料分別裝于大小合適的潔凈的玻璃小瓶中，分別向兩個小瓶中注入有機溶液，通過磁攪拌子的充分攪拌使得它們均完全溶于該有機溶液中，隨后將這兩瓶溶液混合，同樣充分攪拌后，取出滴在潔凈的基片上，并放在通風處待其自由揮發后便制得了本專利技術的雙光子激光復合材料。實施例1 具體制備過程如下:將質量相同的萘二甲酰亞胺染料和聚[2-甲氧基-5-(2’_乙基己氧基)對苯乙炔]的激光材料分別裝于大小合適的潔凈的玻璃小瓶中，分別向兩個小瓶中注入等量的有機溶液，通過磁攪拌子的充分攪拌使得它們均完全溶于該有機溶液中，隨后將這兩瓶溶液混合，同樣充分攪拌后，取出滴在潔凈的基片上，并放在通風處待其自由揮發后便制得了本專利技術的雙光子激光材料。實驗結果驗證:如圖2所示，用波長為750nm，脈沖時間90f s重復頻率為1000Hz的飛秒激光作為雙光子泵浦源去激發實施例1的雙光子激光材料薄膜，得到了其雙光子激發的光譜圖。如圖3所示，用波長為750nm，脈沖時間90fs重復頻率為1000Hz的飛秒激光作為雙光子泵浦源，通過不同的功率去激發實施例1的雙光子激光材料的薄膜以及有機共軛聚合物激光材料聚[2-甲氧基-5-(2’ -乙基己氧基)對苯乙炔]的薄膜，分別得到不同功率下的峰值，可以看出復合材料薄膜雙光子激發閾值要小很多。如圖4所示，取出實施例1制備過程中得到的給體和受體的混合氯苯溶液，滴于一片具有分布反饋式結構的二氧化硅片上，并將其置于通風處直至氯苯完全揮發，隨后用波長為750nm，脈沖時間90fs重復頻率為1000Hz的飛秒激光作為雙光子泵浦源，激發覆于分布反饋式結構的二氧化硅片上的雙光子激光材料，便得到了一個非常尖銳約2nm線寬的激光峰。其中圖4中較尖銳的峰是分布反饋式結構產生的激光，而較寬的則是該雙光子激光材料放大的自發輻射峰。實施例2 具體制備過程如下:將質量比為2:3的萘二甲酰亞胺染料和聚[2-甲氧基-5-(2’_乙基己氧基)對苯乙炔]的激光材料分別裝于大小合適的潔凈的玻璃小瓶中，分別向兩個小瓶中注入等量的有機溶液，通過磁攪拌子的充分攪拌使得它們均完全溶于該有機溶液中，隨后將這兩瓶溶液混合，同樣充分攪拌后，取出滴在潔凈的基片上，并放在通風處待其自由揮發后便制得了本專利技術的雙光子激光材料。實施例3 具體制備過程如下:將質量比為4:1的萘二甲酰亞胺染料和聚[2-甲氧基-本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于超快能量轉移的雙光子激光材料，其特征在于：包括染料和激光材料，所述染料為萘二甲酰亞胺，所述激光材料為聚[2?甲氧基?5?(2’?乙基己氧基)對苯乙炔]。
【技術特征摘要】
1.一種基于超快能量轉移的雙光子激光材料，其特征在于:包括染料和激光材料，所述染料為萘二甲酰亞胺，所述激光材料為聚[2-甲氧基-5-(2’-乙基己氧基)對苯乙炔]。2.如權利要求1所述的基于超快能量轉移的雙光子激光材料，其特征在于，所述染料和激光材料的質量比為:2:3-4:1。3.如權利要求1所述的基于超快能量轉移的雙光子激光材料，其特征在于，所述染料和激光材料的質量為7:3。4.一種基于超快能量轉移的雙光子激光材料的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)、取所述染料和激光材料，所述染料為萘二甲酰亞胺，所述激光材料為聚[2-甲氧基-5-(2乙基己氧...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳奇，張春峰，肖敏，
申請(專利權)人：南京大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32
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