新型偶氮聚氨酯脲材料的合成及全光開關(guān)的研究.pdf

1、隨著計算機(jī)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。光開關(guān)作為一類較為重要的光無源器件，在光網(wǎng)絡(luò)的信號通路和時域信號處理中都有重要的作用。而全光開關(guān)的一個主要優(yōu)點是他們避免了光-電和電-光的轉(zhuǎn)換。偶氮聚合物分子結(jié)構(gòu)中含有偶氮基團(tuán)(-N=N-)，它在光和熱激發(fā)下可使其可逆地在順式和反式兩種異構(gòu)體之間進(jìn)行轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生光致變色反應(yīng)，形成光致二相色性和雙折射，從而在熱光開關(guān)、全光開關(guān)等無源集成光學(xué)器件中有重要的潛在應(yīng)用。

2、　　 本文設(shè)計并合成了新型偶氮聚氨酯脲材料，將對硝基苯胺、蒸餾水、濃鹽酸和亞硝酸鈉在冰浴條件下進(jìn)行重氮偶合反應(yīng)，制得了紅色的新型偶氮聚氨酯脲聚合物(PUA)。利用UV-2450型紫外-可見分光光度計和NEXUS型傅立葉變換紅外光譜儀測得了聚合物材料的紫外吸收譜和紅外吸收譜，并測定了PUA的部分物理性能，如溶解性、硬度、熔點等。
　　 采用衰減全反射(ATR)方法測定了新型偶氮聚氨酯脲材料在不同模式、不同波長和不同溫度下的折射率

3、(n)，并由此計算出不同波長下材料的熱光系數(shù)(dn/dt)，結(jié)果表明該材料具有較大的熱光系數(shù)，特別是在波長為650nm時材料的熱光系數(shù)達(dá)-5.25×10-4℃-1。由Sellmeyer色散方程得到聚合物材料的色散曲線和Sellmeyer系數(shù)。改變?nèi)肷涔饽Ｊ?，測得了TE模式與TM模式下該新型偶氮聚氨酯脲薄膜材料的折射率，結(jié)果表明當(dāng)入射光模式改變時，材料具有明顯的折射率變化，這是由于偶氮基團(tuán)的光致各向異性產(chǎn)生了光致雙折射。聚合物材料的這些光

4、學(xué)特性在熱光開關(guān)和全光開關(guān)的應(yīng)用上具有重要意義。
　　 提出了一種新型多模干涉(MMI)馬赫-曾德爾(MZ)型全光開關(guān)，基于多模干涉自成像原理和有機(jī)聚合物材料的光學(xué)克爾效應(yīng)，在馬赫-曾德爾干涉儀一臂中引入一分支波導(dǎo)，控制光束由該分支波導(dǎo)引入。當(dāng)分支波導(dǎo)中輸入一定強度的控制光時，干涉臂材料折射率改變引起經(jīng)兩干涉臂傳輸?shù)墓猱a(chǎn)生π相位差，實現(xiàn)開關(guān)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。利用偶氮聚合物作為芯層材料，通過光束傳輸分析法(BPM)對器件進(jìn)行了模擬和優(yōu)化