近红外吸收多甲川染料

    多甲川染料分子具有多甲川共轭链,它的吸收覆盖可见光到近红外光区域。长期来,用于感光材料中卤化银乳剂的光谱增感剂。由于它有很高的摩尔消光系数,在有机溶剂中溶解度大等优点,在染料激光器中作为红外激光染料及调Q锁模染料获得广泛应用。近年来,多甲川染料在光盘存储材料、非线性光学材料及光动力疗法等研究中逐渐得到应用,并已取得较大进展〔1~3〕。下面介绍近10年来我们合成的100多个近红外区吸收的多甲川染料中的一部分及其它们的应用。

    1 多甲川苯乙烯染料

    这类多甲川染料可以用作光谱增感剂、减感剂、防光晕染料,还是性能优良的激光染料。

    1.1 四甲川苯乙烯菁染料

    合成方法如下:

    对二甲氨基肉桂醛由对二甲氨基甲醛合成,苯乙烯菁染料的一端为各类碱性杂环,另一端为对二甲氨基苯基,这类结构染料吸收波长最长,激光性能最佳〔4,5〕。如果换成其它取代的肉桂醛作缩合剂,得到的四甲川苯乙烯菁染料激光性能相对较差,吸收波长也短。选择不同的碱性杂环核会改变染料的最大吸收峰位置,以适应不同染料激光器的激发光源,同时改变激光输出波长〔6〕。表1是四甲川苯乙烯菁染料的激光性能,采用YAG激光器倍频激光泵浦,溶剂是DMSO。

    我们采用吡喃钅翁环代替含氮碱性杂环合成了四甲川苯乙烯染料〔7〕,使吸收波长超过720 nm(见表2),比用喹啉环作端基的四甲川苯乙烯染料红移了许多。这类染料稳定性相当好。

    1.2 六甲川桥链苯乙烯染料

    先合成N-亚环戊烯基吡咯烷高氯酸盐,再与对二甲氨基苯甲醛反应,然后与碱性环半菁缩合制得六甲川桥链苯乙烯菁。

    这类染料是氯溴化银乳剂光谱增感染料与Leucophor B组成超增感组合,效果很好。经激光性能测试,它们也是输出效率高、调谐范围宽及稳定性好的激光染料。用YAG倍频泵浦可得到调谐范围700~900 nm、转换效率6.6%~9.0%的红外激光〔8,9〕。激光性能如表3。

    2 不对称三甲川染料

    2.1含喹啉环端基的三甲川菁

    为了使三甲川染料吸收波长向长波区域移,在染料的杂环中引入了喹啉环,这类染料是卤化银乳剂的有效光谱增感染料。670 nm半导体激光器的研制成功相继出现这种光源的胶片,同时也在研究适应于这种光源的光记录材料。因此,这类染料也有较大用处。在激光染料中,不对称喹啉三甲川菁(如:DQTCI、DQOCI)都是染料激光器中经常使用性能优良的饱和吸收体。