双光子荧光分子探针性质和响应机制研究..doc
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单 位 代 码 10445 学 号 分类 号
博 士 学 位 论 文
论文题目双光子荧光分子探针性质和响应机制研究
学科专业名称 原子与分子物理 申请人姓名 丁红娟 导师姓名 王传奎 教授 论文提交时间 2014 年 4 月 日 独 创 声 明
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签字日期：20 年 月 日 签字日期：20 年 月 日
目 录
目 录 i
中文摘要 I
ABSTRACT IV
第一章 综述 1
1.1非线性光学概述 1
1.2 非线性光学与非线性光学材料的研究进展 2
1.2.1 非线性光学的研究进展 2
1.2.2 非线性光学材料的研究现状 3
1.2.3 双光子分子材料的研究进展 3
1.3 论文的研究背景及主要内容 6
第二章 理论基础 9
2.1 多粒子体系的薛定谔方程 9
2.2 波恩-奥本海默（B-O）近似 9
2.3 哈特利-福克近似 10
2.4 密度泛函理论 13
2.4.1 Hohenberg-Kohn定理 13
2.4.2 Kohn-Sham方程 15
2.4.3 交换关联泛函 17
2.5 含时微扰理论 18
2.5.1 单光子跃迁 20
2.5.2 双光子跃迁 22
第三章 双光子吸收截面的计算方法 23
3.1 态求和方法 24
3.2 少态模型方法 24
3.3 有限场方法 25
3.4 响应理论方法 26
第四章 三联吡啶衍生分子的溶剂效应 29
4.1 研究背景 29
4.2 计算方法 31
4.3 计算结果和讨论 31
4.3.1 溶剂对分子几何结构的影响 31
4.3.2 溶剂对分子单光子吸收特性的影响 32
4.3.3 溶剂对分子双光子吸收特性的影响 33
4.3.4 电荷转移过程 34
4.4 小结 35
第五章 双光子分子材料的结构-性质关系 37
5.1 研究背景 37
5.2 一维D-π-A型分子的双光子性质 37
5.2.1 磷杂茂衍生分子的双光子性质 37
5.2.2 三联吡啶衍生分子的双光子性质 43
5.3 A-D-A型分子的双光子性质 46
5.4 多维树枝状分子的双光子性质 49
5.4.1 三苯胺衍生分子的双光子性质 49
5.4.2 嘧啶衍生分子的双光子性质 52
5.5 具有顺反结构分子的双光子性质 55
5.6 小结 56
第六章 四极矩分子单光子和双光子特性的质子化效应 59
6.1 研究背景 59
6.2 计算方法 59
6.3 分子结构 60
6.4 单光子吸收和发射 63
6.5 双光子吸收 66
6.6 小结 69
第七章 双光子荧光分子探针的响应机制 70
7.1 研究背景 70
7.2 计算方法 70
7.3 分子结构 71
7.4 单光子吸收和发射 74
7.5 双光子吸收 76
7.6 小结 77
第八章 八极矩pH探针分子的响应机制 80
8.1 研究背景 80
8.2 质子化对八极矩分子TA单光子和双光子性质的影响 81
8.2.1 计算细节 81
8.2.2 分子结构 81
8.2.3 单光子吸收 83
8.2.4 双光子吸收 84
8.2.5 电荷转移过程 86
8.3 一系列八极矩pH探针的非线性光学性质 87
8.3.1 计算细节 87
8.3.2 分子结构 88
8.3.3 线性光学性质 92
8.3.4 非线性光学性质 95
8.4 小结 97
第九章 总结与展望 99
9.1 总结 99
9.2展望 100
参考文献 101
攻读博士学位期间发表的学术论文 119
致 谢 121
双光子荧光分子探针性质和响应机制研究非线性光学
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