研究目的
研究用于可调谐激光器的有机染料分子的设计与光学特性。
研究成果
新设计的LI3染料分子展现出用于可调谐激光器的良好特性，包括宽吸收光谱和高摩尔消光系数。该研究为设计具有更优光学性能的有机染料分子提供了见解。
研究不足
该研究仅限于理论计算，未包含对所设计染料分子的实验验证。
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可见光全色吸收激光染料分子的理性设计：第一性原理研究
DOI：10.1016/j.saa.2019.117550
期刊：Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy
出版年份：2019
更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要：
激光染料分子通过增强激光辐射强度和扩大激光可调谐范围，在可调谐激光器中发挥着重要作用。其宽光谱带宽和可见光吸收特性使其能够评估多种荧光猝灭机制，如激子形成、光诱导电子转移和激发态质子转移。本研究采用第一性原理计算设计了一系列由简单电子给体（D）、共轭桥（π）和电子受体（A）单元构成的有机染料分子（LD1-4、LA2-5、LU1-5、LV1-4、LI1-4），以评估其在可调谐激光器中的应用潜力。进一步利用密度泛函理论（DFT）和含时密度泛函理论（TDDFT）详细分析了这些染料分子的光学与电子特性，包括光谱参数、能级结构及轨道贡献。结果表明：LI1-3具有高摩尔消光系数和全可见光吸收特性，且相比实验合成的LA3染料呈现显著红移。特别是新设计的LI3不仅较LD1产生190 nm红移，摩尔消光系数提升19%，还展现出覆盖380-750 nm全可见光波段的超宽吸收光谱。研究发现以二噻吩基团和萘基团作为电子给体的染料比含双键基团和苯基团的染料具有更优的吸收光谱特性。这些计算结果有望为新型激光染料分子的开发提供理论依据，并为后续相关研究提供科学支撑与理论指导。
作者：
Changjin Shao，Cong Qin，Zhenqing Yang
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