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二十世纪九十年代后，伴随着超快激光系统和非线性光学的飞速发展，一些具有大双光子吸收截面的有机染料逐步被报道，有关分子结构与吸收截面相关性的研究也取得了很大的进展。其中，基于双光子吸收的光限幅材料因其响应速度快、线性透过率高等优点，在激光防护领域已成为研究的热点。本论文针对800nm超快激光设计并合成了6种1，1-二腈基-2，2-二苯乙烯基乙烯类染料(S1-S6)和7种1，1-二腈基-2，2-二苯基乙烯类染料(D1-D7)，对上述染料的光物理性质，特别是光限幅性质进行了深入研究，得到结果如下:
1.6种1，1-二腈基-2，2-二苯乙烯基乙烯类染料的二甲基乙酰胺(DMF)溶液均对800nm的飞秒脉冲激光具有明显的光限幅性能，其限幅机制均为双光子吸收。染料S1-S6的双光子吸收截面分别为41GM、23GM、19GM、25GM、33GM、29GM。热重分析表明S系列化合物的热分解温度均达到230℃以上，热稳定性能良好。但是，光漂白实验表明，除了S3的光稳定性较好，S4的光稳定性尚可，其它4种染料的光稳定性能较差，这限制了其在光限幅领域的应用。
2.7种1，1-二腈基-2，2-二苯基乙烯类染料中有4种染料(D4-D7)的DMF溶液对800nm的飞秒脉冲激光具有明显的光限幅性能，且光限幅机制均为双光子吸收。平行条件下，其它3种染料(D1-D3)无光限幅效应。染料D4-D7的双光子吸收截面分别为20GM、22GM、34GM、41GM，与S系列染料的吸收截面相当。热重分析表明D4-D7的热分解温度均达到240℃以上，特别是D6、D7的热分解温度均达到320℃以上，与S系列相比其热稳定性能更优。光漂白实验也表明D4-D7的光稳定性能良好，均优于S系列中光稳定性最好的S3，表明这4种染料在光限幅领域有着良好的应用前景。
3.D系列染料的光稳定性普遍优于S系列染料，说明S系列染料中与苯环相邻的两个乙烯基可能是反应的活性位点。S系列染料中分子两端的取代基为乙氧基的染料(S1、S3、S5)其光稳定性与热稳定性均分别优于相同分子骨架而取代基为乙基的染料(S2、S4、S6)，说明在该类染料分了骨架中增加取代基的给电子能力有利于改善其光、热稳定性。类似的现象在D系列染料中也存在，从D1至D5，随着分子两端取代基给电子能力的增强，染料的光稳定性与热稳定性的总体趋势均逐渐增强。与D4、D5相比，通过增加两个苯环，染料D6、D7的光稳定性、热稳定性与双光子吸收截面进一步提高。说明通过分子结构的优化设计，可以获得综合性质进一步优化的材料体系。