近红外吸收染料

    近红外吸收染料 : 一般指吸收波长在700～1400nm范围 的染料。由于镓-砷(Ga-As)半导体激光器的 应用,光记录系统、热写显示系统、激光打 印等新的光电体系研究得到很大的发展,在 这些体系中作为对激光敏感的介质是吸收峰 在780～830nm的近红外吸收染料。
近红外吸收染料有以下几类。
(1) 酞菁和萘酞菁染料 由于其对光和 热的稳定性,已广泛被用作染料和颜料,为 此在寻找作为光记录介质的近红外吸收染料 时,酞菁也是被研究的对象。但酞菁吸收波长 稍短于红外半导体激光发射波长。萘酞菁的 最大吸收波长较酞菁有较大的红移,达到作 为光记录介质的波长要求。金属酞菁在有机 溶剂中溶解度很差,可以通过引入长链烷烃, 提高溶解度,以适应用旋转涂布法制备光记 录介质薄膜。萘酞菁涂膜后,吸收波长大于 780nm。
酞菁染料还可以用于有机光导体(OPC) 的电荷产生层 (CGL)、电子照相等。
(2) 金属络合染料 在近红外吸收区有 两类络合物。一类是二硫代乙烯型金属络合 物,另一类是N,O-双齿配位体型金属络合 物。前一类镍络合物吸收波长从700～ 1100nm,用这类络合物溶解度小,制成的薄 膜反射率很低,一般都不单独用作光记录介 质,而只是用于菁染料为光记录介质的单线 态氧猝灭剂,以提高菁染料的光稳定性。吸收 波长在1064nm附近的二硫代乙烯型镍络合 物是一种激光领域中的锁模调Q染料,用作 1064nm激光的饱和吸收体。后一类是指金 属离子与N,O-双齿配位体所形成的金属络 合物,它们在有机溶剂中有较好的溶解度,同 时染料膜在近红外区有较高的吸收和反 射率。
(3) 菁染料 该类染料分子结构具有次 甲基共轭链,随着共轭链增长,吸收波长可 以达到1600nm,具有很高的摩尔消光系数, 在近红外区吸收的菁染料可以作为一次写入 式光盘记录介质,为了提高菁染料在有机溶 剂中的溶解性能,适合旋转涂布制膜,可以 在染料分子的氮原子上引入长链烷基。由于 菁染料的光稳定性较差,在作为光记录介质 的同时,应加入如二硫代乙烯型镍络合物的 单线态氧的猝灭剂,提高光记录薄膜的光稳 定性。在多次甲川链上引入芳酸或克酮酸环, 构成刚性桥环菁染料,不仅使染料的吸收峰 发生红移,同时提高了染料的光稳定性。在多 次甲川基共轭链的两端,用吡喃、噻喃或薁 环代替含氮碱性杂环,会使吸收光谱红移,并 使染料的光稳定性提高。
近红外区的激光染料几乎全是菁染料, 最大激光发射波长已达到1800nm。含吡喃环 的多次甲基染料可以用作1064nm的饱和吸 收体。
红外感光材料的光谱增感染料全都是多 次甲基菁染料,十一次甲基菁染料可以将乳 剂光谱增感到1300nm,但很不稳定。
(4) 醌类染料 它包括萘醌和蒽醌染 料。主要发色体系为1,4-萘醌和9,10-蒽醌。 醌分子是一种电子受体,引入电子给体或受 体,发生分子内电荷转移,使吸收波长向红 外移动。红外吸收的醌类染料吸光性较好,反 射率也较高,但在有机溶剂中溶解度较小,作 为光记录介质用真空蒸镀制膜。