有機(jī)聚合物薄膜性能參數(shù)及電光器件的研究.pdf

1、隨著信息時(shí)代的到來(lái)，人們對(duì)信息的需求量越來(lái)越大，以新型材料和技術(shù)為基礎(chǔ)的光纖通信應(yīng)運(yùn)而生，各種各樣的光電子器件層出不窮。有機(jī)聚合物材料由于有著較大的非線(xiàn)性光學(xué)系數(shù)、良好的光學(xué)透明性、加工性、超快的響應(yīng)頻率和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，使它成為近年來(lái)科技界備受關(guān)注的非線(xiàn)性光學(xué)材料。目前有機(jī)聚合物材料的研究焦點(diǎn)是材料的合成、性能測(cè)試和器件制作等。 本文首先對(duì)有機(jī)聚合物薄膜的熱光性能進(jìn)行了研究，然后提出了用熱光系數(shù)法測(cè)量有機(jī)聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度

2、和交聯(lián)型聚合物的交聯(lián)溫度，并實(shí)時(shí)研究了聚合物光漂白全過(guò)程巾薄膜參數(shù)的變化，最后對(duì)聚合物電光調(diào)制器的性能進(jìn)行了研究。 由于聚合物熱光波導(dǎo)器件的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是聚合物薄膜波導(dǎo)的熱光效應(yīng)，因此，對(duì)于光波導(dǎo)中聚合物薄膜熱光特性的基礎(chǔ)研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。首先我們提出新的測(cè)量方法—根據(jù)衰減全反射原理來(lái)測(cè)量聚合物波導(dǎo)薄膜的熱光特性。由于這種新的測(cè)量方法是直接在波導(dǎo)的環(huán)境中研究聚合物的熱光特性，所以實(shí)驗(yàn)結(jié)果更具有實(shí)用參考價(jià)值。利用新的實(shí)驗(yàn)裝置

3、，我們測(cè)量了DRl／PMMA聚合物薄膜的熱光系數(shù)，并提出了通過(guò)對(duì)聚合物小的改性可以提高聚合物薄膜的熱光系數(shù)。 有機(jī)聚合物最為重要的兩個(gè)特征溫度是聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(T<,g>)和交聯(lián)型聚合物的交聯(lián)溫度，這兩個(gè)溫度對(duì)有機(jī)聚合物的實(shí)際應(yīng)用有很大影響。針對(duì)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度前后聚合物熱光系數(shù)發(fā)生突變的原理，用衰減全反射裝置測(cè)量了T<,g>溫度。用同樣的實(shí)驗(yàn)裝置和方法，發(fā)現(xiàn)交聯(lián)型聚合物薄膜在升溫過(guò)程中，它的熱光系數(shù)有兩個(gè)突變，這兩個(gè)突變

4、點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度就是交聯(lián)溫度。在測(cè)量?jī)蓚€(gè)特征溫度的同時(shí)，還提出用CCD成像實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)m線(xiàn)(將其稱(chēng)為“實(shí)時(shí)薄膜分析系統(tǒng)”)移動(dòng)的方法更精確的測(cè)量聚合物的T<,g>溫度。 光漂白方法是構(gòu)造聚合物條波導(dǎo)常用的方法之一，因而對(duì)光漂白制備的波導(dǎo)的參數(shù)測(cè)量一直是大家關(guān)注的問(wèn)題。我們利用實(shí)時(shí)薄膜分析系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)了聚合物光漂白的全過(guò)程，發(fā)現(xiàn)在光漂白全過(guò)程中，聚合物薄膜參數(shù)的變化同時(shí)存在化學(xué)和物理兩種變化過(guò)程。與現(xiàn)有的漂白過(guò)程中的多次測(cè)量方法相比，這種

5、方法由于在整個(gè)漂白測(cè)量過(guò)程巾在波導(dǎo)薄膜上的掃描光點(diǎn)沒(méi)有移動(dòng)，所以可以更加精確的控制條波導(dǎo)的參數(shù)。 在研究聚合物薄膜參數(shù)的基礎(chǔ)上，我們進(jìn)一步研究了交聯(lián)型聚氨酯材料集成的衰減全反射型多通道有機(jī)聚合物電光調(diào)制器的制備和性能。這種反射型多通道電光調(diào)制器的制備技術(shù)非常簡(jiǎn)單，只要用多個(gè)分立的下電極代替單通道調(diào)制器中的下電極。由于聚合物薄膜的厚度僅為幾個(gè)微米，而通道之間的距離為兒個(gè)毫米，所以這種結(jié)構(gòu)不會(huì)引起各個(gè)通道之間電場(chǎng)的相互交迭，從而不會(huì)