[发明专利]一种耐光超分子有机晶体材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐光超分子有机晶体材料的制备方法，其特征在于，包括：将作为客体分子的有机晶体分子包合在主体分子空腔中，形成多分子包合物或单分子包合物，即得耐光超分子有机晶体材料。本发明的高耐光性超分子有机材料的方法明显提高了晶体的荧光强度，延长了晶体的荧光寿命，在皮秒泵浦激光强照射下可以长时间工作，拓宽了非线性有机晶体在光学应用领域的使用。

技术领域

本发明属于光电材料领域，涉及有机光学晶体，具体来说是一种耐光超分子有机晶体材料及其制备方法。

背景技术

有机非线性光学晶体高的非线性系数和极快的响应时间，因此在激光频率转换器、光参量振荡器、扩展激光的波长、光电调制器、集成电子器件、实现激光信号的全息存储、消除波前畴变的自泵浦相位共轭、太赫兹器件等方面收到广泛的研究和应用前景，是我国高新技术中不可缺少的关键材料。但是传统的有机非线性光学晶体的耐光特性明显不足，严重影响到其的实际应用。

以4-(4-甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶对甲基苯磺酸盐(DAST)有机晶体为例，DAST有机晶体属于有机二阶非线性单斜晶体，由于表现出的高荧光量子点效率、较快的光响应以及高的非线性系数等优点使其受到了广泛的关注，它在1542nm的二阶非线性系数为840pm/V，在820nm的电光系数为75pm/V，比目前广泛应用的ZnTe的相应数值高1～2个数量级，由于DAST的介电常数低，具有较长的相干长度和较快的响应特性。DAST这种独特的化学结构使其在多种技术领域中显示出较强的应用的前景，例如在太赫兹产生和发射领域。

但是DAST不耐强激光照射，其在450-585nm波长范围的激光照射下，仅数W/cm²平方厘米的功率密度就能将其漂白，失去其光学非线性[L.Mutter,M.Jazbinsek,M.Zgonik,U.Meier,C.Bosshard,P.Gunter,“Photobleaching and optical properties of organiccrystal 4-N,N-dimethylamino-4’-N’-methyl stilbazolium tosylate”,J.Appl.Phys.,2003,94,1356.]；再有，即便是在其吸收波长范围之外，如1550nm波长，其耐激光阈值也只有3GW/cm²左右[Y.Takahashi,S.Onduka,S.Brahadeeswaran,M.Yoshimura,Y.Mori,T.Sasaki,“Development of DAST crystals with high damage tolerance”,Opt.Mater.,2007,30,116-118.]。这使得DAST晶体在集成光电调制、激光频率转换、太赫兹波激发等应用收到极大的限制。

环糊精(CDs)是一类由阻吡喃葡萄糖单元通过α-l，4糖苷键首尾相连形成的大环化合物。

因为环糊精具有不同数目的葡萄糖单元，因此可以拥有不同的空腔尺寸。最常见的α-，β-，γ-CD分别含有6个、7个和8个葡萄糖单元，CDs具有外亲水、内疏水的空腔结构(见图1)，且空腔尺寸大小不同，在空腔尺寸匹配和疏水性基础上，通过主、客体间相互作用可以选择性的键合大多数芳香类化合物。有机染料分子多数含有共轭体系，尺寸与CDs空腔匹配，与CDs作用形成包合物，所谓“包合”就是主体与客体通过分子间非共价键相互作用，完成彼此识别的过程，最终使得客体分子部分或全部进入主体内部形成超分子有机物。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐光超分子有机晶体材料及其制备方法，解决现有技术中有机晶体不耐强光辐射、荧光性能低下等问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种耐光超分子有机晶体材料的制备方法，其特征在于，包括：将作为客体分子的有机晶体分子包合在主体分子空腔中，形成多分子包合物或单分子包合物，即得耐光超分子有机晶体材料。