發(fā)布時間：2017-07-16 18:15

  本文關鍵詞：金納米棒—有機硅雜化薄膜材料的制備及其光限幅性能研究

  更多相關文章： 光限幅 金納米棒 納米復合物 光學非線性 有機硅

【摘要】：隨著激光武器自動化程度的提高和短脈沖可調(diào)諧激光武器的的迅速發(fā)展,迫切要求研制新型的寬帶、快速、高透的激光防護器件,因此用于激光防護的光限幅材料成為近幾年來激光研究領域的一個熱點。新型納米光限幅材料如金、銀等金屬納米粒子受到人們的關注,成為激光防護領域的一個研究熱點。由于金屬納米材料的光限幅行為與其表面等離子體共振有關,而金納米棒具有特殊的表面等離子體共振特性,其短軸共振吸收約為520nm,但其長軸的共振吸收具有寬范圍的可調(diào)性,因此用于光限幅材料時可以實現(xiàn)對可調(diào)諧激光武器的防護。本論文通過控制硝酸銀的量來制備不同長徑比的金納米棒,研究其表面等離子體吸收和光限幅性質(zhì);然后利用巰基封端的聚乙二醇(mPEG-SH)、二氧化硅對金納米棒進行表面改性,使其在聚二甲基硅氧烷預聚體中具有良好的分散性;進而通過硫化制備金納米棒雜化的有機硅橡膠薄膜材料,研究了雜化材料的非線性光學性質(zhì)和光限幅性能,并對光限幅機理進行了分析。研究結(jié)果表明通過控制硝酸銀的量可以制備出形貌良好、長徑比不同的金納米棒,金納米棒的長徑比在2.0-4.5之間;經(jīng)改性后金納米棒在有機溶劑和聚二甲基硅氧烷中具有良好的穩(wěn)定性和分散性;經(jīng)硫化作用制備的有機硅雜化薄膜具有良好的透光性和柔韌性并且改性后的金納米棒在雜化薄膜中具有良好的穩(wěn)定性;對于波長為532 nm的納秒激光,摻雜金納米棒的有機硅雜化薄膜均具有一定的光限幅特性,并且雜化材料的光限幅性能與所含的金納米棒的濃度及金納米棒的長徑比具有一定的關系,金納米棒的光限幅效應中激發(fā)態(tài)的載流子吸收(反飽和吸收)是產(chǎn)生光限幅性能的主要原因。對于690-1024 nm范圍內(nèi)可調(diào)諧波長的飛秒激光,如果復合材料在最大吸收峰之外的波段具有一定的吸收度,金納米棒/有機硅薄膜就會在該波段同樣會表現(xiàn)出較好的光限幅性能。本文工作將為開發(fā)新型(特別是寬范圍)的固體光限幅器件提供研究基礎,具有重要的理論和應用價值。
【關鍵詞】：光限幅 金納米棒 納米復合物 光學非線性 有機硅
【學位授予單位】：青島科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.2
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 緒論9-24
• 1.1 引言9-10
• 1.2 激光的發(fā)展和應用10-11
• 1.3 激光的傷害和防護11-13
• 1.3.1 激光對光電裝置的傷害11
• 1.3.2 激光對眼睛的傷害11
• 1.3.3 激光對皮膚的傷害11-12
• 1.3.4 激光防護的方法和特點12-13
• 1.4 光限幅技術13-17
• 1.4.1 激光防護對光限幅材料的性能要求14-15
• 1.4.2 非線性光限幅材料研究現(xiàn)狀15-17
• 1.5 金納米棒的制備和應用17-19
• 1.5.1 金納米棒的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.5.2 金納米棒的制備方法18
• 1.5.3 金納米棒的物理性質(zhì)18-19
• 1.5.4 金納米棒的化學性質(zhì)19
• 1.6 納米復合材料19-22
• 1.6.1 納米復合材料的分類19-20
• 1.6.2 納米復合材料的制備方法20-22
• 1.7 納米復合材料的表征手方法22-23
• 1.7.1 紫外-可見光吸收光譜22
• 1.7.2 透射電子顯微鏡22
• 1.7.3 掃描電子顯微鏡22-23
• 1.8 論文選題目的、意義及主要研究內(nèi)容23-24
• 第二章 金納米棒的制備和表征24-33
• 2.1 引言24
• 2.2 實驗部分24-26
• 2.2.1 實驗原料、試劑及儀器24-25
• 2.2.2 金納米棒的制備25-26
• 2.3 結(jié)果與討論26-32
• 2.3.1 制備的金納米棒的紫外可見光譜表征26-28
• 2.3.2 加入不同硝酸銀的量對制備金納米棒的影響28-32
• 2.4 小結(jié)32-33
• 第三章 mMPEG-SH對金納米棒的表面改性及其光限幅測定33-49
• 3.1 引言33
• 3.2 實驗部分33-37
• 3.2.1 實驗原料、試劑及儀器34
• 3.2.2 金納米棒的純化34-35
• 3.2.3 mMPEG-SH對金納米棒進行表面改性35-36
• 3.2.4 改性后金納米棒的Zeta電位測定36
• 3.2.5 金納米棒轉(zhuǎn)移到有機相及其組裝36
• 3.2.6 固體硅膠片的制備36-37
• 3.2.7 光限幅測定37
• 3.3 結(jié)果與討論37-48
• 3.3.1 金納米棒提純后的紫外可見光譜表征37-39
• 3.3.2 金納米棒/mPEG-SH偶聯(lián)后紫外可見光譜表征39-41
• 3.3.3 改性后金納米棒的Zeta電位測定41-42
• 3.3.4 金納米棒相轉(zhuǎn)移后的紫外可見光譜表征42-44
• 3.3.5 金納米棒/mPEG-SH雜化硅膠片的紫外可見光譜表征44-47
• 3.3.6 金納米棒溶膠的光限幅實驗47-48
• 3.4 小節(jié)48-49
• 第四章 二氧化硅對金納米棒的表面改性及金納米棒/有機硅復合材料薄膜的制備49-63
• 4.1 引言49
• 4.2 實驗部分49-51
• 4.2.1 實驗原料、試劑及儀器49-50
• 4.2.2 金納米棒的純化50
• 4.2.3 金納米棒的改性和相轉(zhuǎn)移50-51
• 4.2.4 固體硅膠片的制備51
• 4.3 結(jié)果與討論51-62
• 4.3.1 不同長徑比的金納米棒的純化51-52
• 4.3.2 SiO_2對金納米棒進行表面改性的紫外可見光譜表征52-59
• 4.3.3 金納米棒相轉(zhuǎn)移后的紫外可見光譜表征59
• 4.3.4 金納米棒/有機硅雜化橡膠片的紫外可見光譜表征59-62
• 4.4 小節(jié)62-63
• 第五章 金納米棒/有機硅復合材料薄膜的光限幅性能及Z-掃描63-78
• 5.1 引言63-64
• 5.2 實驗部分64-67
• 5.2.1 光限幅實驗裝置的建立64-66
• 5.2.2 雜化材料薄膜的光限幅實驗66-67
• 5.2.3 雜化材料薄膜的Z型掃描實驗67
• 5.3 結(jié)果與討論67-77
• 5.3.1 532nm激光照射下的光限幅實驗67-71
• 5.3.2 可調(diào)諧激光照射下的光限幅實驗71-77
• 5.4 小結(jié)77-78
• 結(jié)論78-79
• 參考文獻79-83
• 致謝83-85
• 攻讀碩士學位期間已發(fā)表或待發(fā)表的論文目錄85-86

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本文編號：549929