近年來(lái),微納結(jié)構(gòu)材料在科研和生產(chǎn)領(lǐng)域展示出巨大的潛力。其中,基于液體材料填充的微結(jié)構(gòu)光纖（MOF）光子器件將光纖內(nèi)部的微結(jié)構(gòu)同材料自身的物理效應(yīng)有機(jī)結(jié)合起來(lái),具有廣闊的應(yīng)用前景。與此同時(shí),基于石墨烯（Graphene）和硫化鉛量子點(diǎn)（PbS QD）納米復(fù)合材料的光敏場(chǎng)效應(yīng)管,展示出高增益、高響應(yīng)度等特點(diǎn),具有重大的理論和實(shí)際意義。此外,太赫茲（THz）輻射在基礎(chǔ)研究及工程應(yīng)用等領(lǐng)域都具有重要的研究?jī)r(jià)值,研制高轉(zhuǎn)換效率的THz差頻輻射源可以大力推動(dòng)THz技術(shù)的發(fā)展。本文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)包括:1.系統(tǒng)研究了MOF橫截面參數(shù)對(duì)液體填充MOF器件溫度靈敏度的影響。通過(guò)數(shù)值模擬確定在較大占空比、較小空氣孔層數(shù)以及較大入射光波長(zhǎng)的條件下,系統(tǒng)的溫度敏感特性達(dá)到最佳。在實(shí)驗(yàn)中,選用最為接近理想狀態(tài)的大占空比柚子型MOF,填充了不同體積比的混合溶液,得到其熱光響應(yīng)特性。2.設(shè)計(jì)了基于混合液體填充的反射式MOF溫度傳感探頭。該裝置使得光源和探測(cè)器位于溫度敏感區(qū)域同側(cè),整個(gè)系統(tǒng)更為緊湊。通過(guò)調(diào)節(jié)溶液配比拓展了溫度傳感探頭的工作范圍。3.制備了基于Graphene-PbS QD復(fù)合材料的光敏場(chǎng)效應(yīng)管,在光... 

【文章來(lái)源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：130 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

液體材料填充的MOF光子器件的物理結(jié)構(gòu)

由公式(1-3)可知，填充速度與空氣孔尺寸相關(guān)，因此，對(duì)于不同尺寸的空氣孔，可以通過(guò)軸向分步填充和截?cái)嗟姆椒▽?shí)現(xiàn)對(duì)大孔或小孔的選擇性填充[28] ，如圖1-4所示。液體在不同直徑的空氣孔內(nèi)經(jīng)過(guò)毛細(xì)現(xiàn)象后的上升高度有所不同，利用這一特點(diǎn)，采用多次填充和切割的辦法，在 MOF 中心大孔中成功填充了摻有染料的紫外固化聚合物[1]。② 熔接機(jī)電弧放電法采用熔接機(jī)對(duì) MOF 進(jìn)行電弧放電，使得包層空氣孔出現(xiàn)不同程度的塌陷�？諝饪状笮〔灰唬渌莩潭纫膊煌�，通過(guò)合理的選擇放電參數(shù)和光纖擺放位置可以實(shí)現(xiàn)對(duì) MOF 空氣孔的選擇性塌陷，進(jìn)而完成選擇性填充[29]。上述兩種選擇性填充方法僅適用于空氣孔尺寸差異明顯的 MOF，因此應(yīng)用范圍較小，填充方案有限。圖 1-4 軸向分步填充截?cái)喾ㄟx擇性填充 MOF 中心空氣孔[28]

利用控制系統(tǒng)調(diào)整探針的移動(dòng)，從而將紫外敏感膠水填入不需要填充的空氣孔中，隨后利用紫外光曝光封堵所選擇的空氣孔，并對(duì)其他未封堵的空氣孔進(jìn)行填充，其效果如圖 1-5 所示。此外，也可以采用三維飛秒激光直接寫入技術(shù)[31-33]或聚焦離子束方法[34]實(shí)現(xiàn)對(duì)任意空氣孔的選擇性填充。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[7]非線性光學(xué)頻率變換及準(zhǔn)相位匹配技術(shù)[J]. 姚建銓.  人工晶體學(xué)報(bào). 2002(03)

博士論文
[1]太赫茲波傳輸及光子晶體光纖溫度傳感的研究[D]. 汪靜麗.天津大學(xué) 2011

碩士論文
[1]石墨烯產(chǎn)生太赫茲理論及波導(dǎo)器件的研究[D]. 王衛(wèi)鵬.天津大學(xué) 2012
[2]基于液體填充的光子晶體光纖微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[D]. 王若琪.天津大學(xué) 2012



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