Studium optických vlastností organických materiálů pro nelineárně optické aplikace

Abstract

Tato práce se zabývá vývojem metody pro stanovování dvoufotonových absorpčních parametrů a její následnou aplikací na nových látkách. V teoretické části jsou popsány děje dvoufotonové absorpce, nejpoužívanější metody ke stanovování dvoufotonových průřezů, podpořená rešerší v oblasti dosud zkoumaných molekul. Molekuly, kterými se tato práce zabývá jsou Rhodamin B a Rhodamin 6G, které jsou použity jako standardy pro vytvoření metodiky měření a ověření vyvinuté metody. Dále jsou zkoumány čtyři deriváty Diketopyrrolopyrrolů (U24, U37, U49 a U50) v roztocích DMSO, toluenu, acetonu a~chloroformu. Pro všechny látky byly experimentálně zjištěny základní optické vlastnosti - absorpční a emisní spektra. Dvoufotonové absorpční charakteristiky se podařilo získat pomocí pikosekundového laseru a~metody měření dvoufotonově excitované fluorescence (TPEF). Srovnáním zjištěných TPA průřezů a TPA spekter Rhodaminu B a Rhodaminu 6G s publikovanými daty se podařilo ověřit vytvořenou metodiku. Dále se práce zaměřuje na absorpční a emisní solvatační děje vybraných nových Diketopyrrolopyrrolů, z kterých lze usuzovat jejich dvoufotonové vlastnosti. Nakonec jsou v práci diskutována TPA spektra těchto nových chromoforů. Výsledkem práce je vyvinutá metoda měření dvoufotonových vlastností připravená pro budoucí využití. Dosažené výsledky umožňují další rozsáhlejší zkoumání molekul za použití naměřených standardů Rhodaminu B a 6G a navázání na průzkum vlastností Diketopyrrolopyrrolů.This work deals with a development of a method for determination of two-photon parametres and its application. The theoretical part includes a description of two-photon absorption processes, most frequently used methods to determine two-photon cross sections and a summary of molecules researched to date in the field. The molecules studied in this work are Rhodamin B and Rhodamin 6G in ethanol, which are applied as standards for the implementation of the method. After that, Diketopyrrolopyrroles U24, U37, U49 and U50 dissolved in DMSO, toluene, acetone and chloroform, are researched. Basic optical characteristics - absoption and emission spectra were experimentally acquired for all the materials. Two-photon characteristics were obtained using a picosecond laser and a Two-Photon Excited Fluorescence (TPEF) method. TPA cross-sections and TPA spectra of Rhodamin B and Rhodamin 6G were measured and discussed. Subsequently, this work focuses on absorption and emission solvatation processes of the selected Diketopyrrolopyrroles. These processes indicate their two-photon efficiency. Finally, TPA spectra of the substances are discussed. Contribution of this work is a developed method for measuring the two-photon characteristics suitable for further use. The outcomes achived, enable extensive research of the Diketopyrrolopyrrols characteristics with the use of the measured standards of the Rhodamin B and Rhodamin 6G.