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有机非线性光学晶体DAST的生长与性质研究
摘要
有机非线性光学晶体已经成为光学信息处理、通信和激光技术等领域的重要材料。本文介绍了一种有机非线性光学晶体DAST（4-甲基-N,N-二甲基氨基-4’-硝基斯泰伯烷），并研究了其生长和性质。本研究通过X射线单晶衍射和热重分析等方法得到了DAST的晶体结构和热稳定性等性质。同时，利用激光器进行了DAST的光学吸收、荧光和次谐波发生等实验，结果显示DAST具有良好的非线性光学特性。本文的研究结果为DAST的应用提供了基础理论和实验依据。
关键词：有机非线性光学晶体；DAST；生长；性质
引言
近年来，有机非线性光学晶体已经成为光学信息处理、通信和激光技术等领域的重要材料。这类晶体通常具有良好的非线性光学特性，如高二阶和三阶光学非线性系数、快速响应时间和宽带响应等。因此，有机非线性光学晶体在光学信息处理、光通信、光存储、光电子和激光器等领域有广泛的应用。
本文介绍了一种有机非线性光学晶体DAST。我们研究了DAST的生长和性质，并进行了光学吸收、荧光和次谐波发生等实验。通过综合实验结果，探讨了DAST的非线性光学特性和应用前景。
一、实验方法
1.生长晶体
DAST的生长采用了普通溶液法。通过向甲苯溶液中加入DAST晶体粉末，调节温度和旋转速度等条件，得到了DAST单晶。
2.X射线单晶衍射
采用PhilipsX射线衍射仪对DAST单晶进行分析。测得的晶体结构数据通过SHELXTL程序进行晶体学分析。
3.热重分析
采用METTLERTOLEDOTGA/DSC1热重分析仪对DAST晶体进行研究。对DAST样品进行升温过程中的质量变化进行记录和分析。
4.光学吸收和荧光实验
使用连续波固体激光器（λ=1064nm）对DAST样品进行光学吸收和荧光实验。样品溶液的浓度为10-³mol/L。
5.次谐波发生
使用同样的激光器，对DAST样品进行二次谐波发生实验。实验中使用具有长腔的倍频膜型激光器，激光波长为532nm，功率为2.5W。
二、实验结果
1.晶体结构
通过X射线单晶衍射，我们得到了DAST的晶体结构。DAST的晶体属于四方晶系，空间群P4₂/mmc，晶格参数a＝b＝1.085nm、c＝0.969nm。DAST分子有两种转构互相垂直，分别为“pro”的平面型和“perp”的扇形型，晶格中每个单元细胞中含有4个分子。
2.热稳定性
通过热重分析，我们研究了DAST的热稳定性。结果显示，DAST在220°C以下可以保持稳定，但超过220°C后就会分解。由此可以得知，DAST晶体的防热性能一般。
3.光学吸收和荧光实验
通过光学吸收和荧光实验，我们得到了DAST的吸收光谱和荧光光谱。结果显示，DAST在300nm以下的波长范围内主要发生吸收，荧光峰值波长为590nm。
4.次谐波发生
通过次谐波发生实验，我们研究了DAST的次谐波频率转换功率转换效率。结果显示，当激光功率为2.5W时，DAST的二次谐波功率转换效率为3.2%。
三、讨论
DAST是一种有机非线性光学晶体，具有良好的非线性光学特性。通过生长和实验证明，DAST晶体结构稳定，热稳定性一般。同时，我们通过光学吸收和荧光实验得知，DAST的吸收光谱和荧光光谱波峰分别为300nm和590nm左右，这说明DAST晶体具有较好的荧光效应。
我们还通过次谐波发生实验，研究了DAST的次谐波频率转换功率转换效率。结果显示，当激光功率为2.5W时，DAST的二次谐波功率转换效率为3.2%。这说明DAST具有较好的次谐波发生性能，有望在激光器等应用中得到广泛应用。
四、结论
本文研究了一种有机非线性光学晶体DAST，并通过生长和多种实验研究了DAST的晶体结构和非线性光学特性。结果显示，DAST具有良好的非线性光学特性，包括高二阶和三阶光学非线性系数、快速响应时间和宽带响应等。由此可以看出，DAST在光学信息处理、光通信、光存储、光电子和激光器等领域有广泛的应用前景。