本文關(guān)鍵詞：油溶性核—?dú)そY(jié)構(gòu)稀土氟化物納米晶的制備及其在光波導(dǎo)放大器中的應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：光通信技術(shù)已經(jīng)以一種深入根本的方式,改變了人們生活和學(xué)習(xí)的節(jié)奏,人們已經(jīng)習(xí)慣于現(xiàn)在通信技術(shù)所帶來的便捷,并致力于通信技術(shù)的革新和進(jìn)步。光通信技術(shù)已經(jīng)成為并且仍將繼續(xù)成為科技領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。為了克服遠(yuǎn)距離信號(hào)傳遞中的損耗,人類發(fā)明了光信號(hào)放大器。稀土鑭系元素Er3+因其4I13/2→4I15/2能級(jí)躍遷所發(fā)射的1.53μm近紅外光剛好位于光纖互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)低損耗窗口,因而被廣泛應(yīng)用于光信號(hào)放大器的芯層摻雜劑。Er3+摻雜的光纖放大器(EDFA)也應(yīng)運(yùn)而生,解決了光纖通信領(lǐng)域遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸問題。但是,在局域網(wǎng)、光纖入戶、車載通信等短距離通信領(lǐng)域,由于傳輸距離較短,EDFA的光損耗補(bǔ)償作用表現(xiàn)出一定的局限性。因此,科研人員又發(fā)明的光波導(dǎo)放大器。與EDFA相比,Er3+摻雜的光波導(dǎo)放大器(EDWA)的優(yōu)點(diǎn)在于能夠在較小的空間內(nèi)提供高增益,并且能夠與硅基底的其他光電子器件進(jìn)行集成,有利于進(jìn)一步發(fā)展緊湊型器件。材料研究是器件設(shè)計(jì)制備的基礎(chǔ),制備高效EDWA器件的關(guān)鍵在于增益介質(zhì)材料的選擇。目前,大部分研究者仍在努力的尋找優(yōu)化的波導(dǎo)放大器基質(zhì)材料,這些材料既可以是無機(jī)的晶體或者玻璃,也可能是有機(jī)聚合物。如果選用有機(jī)聚合物作為波導(dǎo)放大器的基質(zhì)材料,放大器會(huì)更加易于加工,而且更加的廉價(jià)而易于推廣。另外,聚合物的折射率可以簡(jiǎn)單地通過改變單體類型和比例進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此,如果Er3+摻雜的無機(jī)納米材料可以在聚合物基質(zhì)中良好分散,將能夠成為構(gòu)建光波導(dǎo)器件的增益介質(zhì),為制備具有良好光放大功能的器件奠定材料基礎(chǔ)。目前,在制備無機(jī)納米材料摻雜的聚合物增益介質(zhì)時(shí),多采用直接物理摻雜的方式將納米材料分散在聚合物基質(zhì)中。然而納米材料囿于本身的表面活性而易于團(tuán)聚,團(tuán)聚形成的亞微米、微米顆粒對(duì)光有散射作用,因此這種方法得到的復(fù)合物無法達(dá)到獲得高的透光性,且無機(jī)納米材料在聚合物基質(zhì)中的穩(wěn)定性也較差,導(dǎo)致利用物理摻雜的方法難以制備可實(shí)用化的聚合物基增益介質(zhì)材料。針對(duì)于此,我們進(jìn)行了如下創(chuàng)新工作:1,利用異質(zhì)核-殼誘導(dǎo)方法,在溶劑熱環(huán)境下制備了Er3+和Yb3+共摻雜的核殼結(jié)構(gòu)α-Na YF4/β-Na Lu F4納米材料,利用高分辨透射電子顯微鏡和線掃描等手段對(duì)得到的納米材料進(jìn)行了表征,確定了核-殼結(jié)構(gòu)。而后對(duì)其進(jìn)行了X射線衍射、透射電鏡、光致熒光、動(dòng)態(tài)光散射等表征。電鏡圖片可見顆粒呈球形,尺寸約為15~20nm。這種核-殼型納米顆粒樣品可以良好地分散在環(huán)己烷試劑中,形成澄清透明的溶液。該溶液在980nm激光照射下,發(fā)射出明亮的黃綠色上轉(zhuǎn)換熒光,且由SPEX 1000M熒光光譜儀可以測(cè)得樣品在1.55μm處較強(qiáng)的下轉(zhuǎn)換熒光。2,利用共價(jià)鍵鑲嵌的方式,將核-殼結(jié)構(gòu)納米材料α-Na YF4/β-Na Lu F4:Yb,Er均勻地鑲嵌在聚甲基丙烯酸甲酯基質(zhì)中,獲得了澄清透明的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合材料。通過改變共聚反應(yīng)的時(shí)間,可以使有機(jī)-無機(jī)復(fù)合材料具備適當(dāng)?shù)恼吵矶?能夠通過簡(jiǎn)單的旋涂填槽方式,利用此有機(jī)-無機(jī)復(fù)合材料作為增益介質(zhì)制備倒脊型光波導(dǎo)器件。在15 mm長(zhǎng)的矩形器件中我們獲得了具有最高為22d B左右的相對(duì)增益。且該器件的穩(wěn)定性良好。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明我們所探索的是一種可行的制備聚合物波導(dǎo)器件增益介質(zhì)材料的方法,該種方法具有潛在的推廣使用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：稀土 納米材料 核殼結(jié)構(gòu) 聚合物光波導(dǎo)放大器
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN722;TN252
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-19
• 引言10-11
• 1.1 稀土元素的應(yīng)用11-14
• 1.1.1 稀土元素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用11-12
• 1.1.2 稀土元素在光器件和光通信中的應(yīng)用12-13
• 1.1.3 稀土元素在其他方向的應(yīng)用13-14
• 1.2 稀土元素在聚合物光波導(dǎo)器件中的應(yīng)用14-17
• 1.2.1 聚合物光波導(dǎo)放大器簡(jiǎn)介及工作原理14-15
• 1.2.2 稀土納米材料摻雜的聚合物光波導(dǎo)放大器15-17
• 1.3 本論文的工作內(nèi)容及研究意義17-19
• 第二章 核殼結(jié)構(gòu)稀土納米材料的制備與表征19-33
• 2.1 納米材料的合成方法簡(jiǎn)介及其優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比19-23
• 2.1.1 常用的納米材料合成方法19-20
• 2.1.2 溶劑熱法與高溫?zé)岱纸夥ǖ脑敿?xì)實(shí)驗(yàn)操作步驟20-23
• 2.2 制備出納米材料的表征結(jié)果23-30
• 2.2.1 核殼型納米材料的粒徑與形貌表征23-27
• 2.2.2 高溫?zé)岱纸夥ㄖ苽銷aLuF4納米晶及其表征27-30
• 2.3 兩種納米材料的光學(xué)性質(zhì)對(duì)比30-31
• 2.4 本章小結(jié)31-33
• 第三章 納米材料在聚合物基質(zhì)光波導(dǎo)中的應(yīng)用33-48
• 3.1 納米材料表面性質(zhì)表征34-36
• 3.2 納米材料-聚合物復(fù)合材料的制備與性能測(cè)試36-39
• 3.2.1 共聚合的方法制備有機(jī)-無機(jī)復(fù)合材料36-37
• 3.2.2 有機(jī)-無機(jī)復(fù)合材料的各項(xiàng)性質(zhì)測(cè)試37-39
• 3.3 聚合物基質(zhì)波導(dǎo)器件的制備與性能測(cè)試39-46
• 3.3.1 利用有機(jī)-無機(jī)復(fù)合材料制備聚合物基質(zhì)光波導(dǎo)放大器39-40
• 3.3.2 聚合物基質(zhì)波導(dǎo)放大器各項(xiàng)性質(zhì)測(cè)試40-46
• 3.4 本章小結(jié)46-48
• 第四章 結(jié)論與展望48-50
• 4.1 結(jié)論48-49
• 4.2 展望49-50
• 參考文獻(xiàn)50-55
• 作者簡(jiǎn)介55-56
• 致謝56

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉冰,任蘭亭;21世紀(jì)材料發(fā)展的方向—納米材料[J];青島大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2000年03期

2 易楠;臺(tái)灣納米材料的研究與發(fā)展[J];海峽科技與產(chǎn)業(yè);2001年02期

3 ;納米材料和納米結(jié)構(gòu)[J];中國(guó)科學(xué)院院刊;2001年06期

4 李瑤;納米材料的特性、應(yīng)用及制備[J];山西科技;2001年04期

5 ;納米材料系列研究[J];河北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2002年04期

6 汪煥林,王建寧,張軍;納米材料的應(yīng)用[J];青海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2002年01期

7 華寶;納米材料的用途[J];青海科技;2002年01期

8 周小菊,張嫦,劉東,李永康,吳莉莉;納米材料的性質(zhì)及應(yīng)用[J];西南民族學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2002年04期

9 方靜華,胡永茂,李茂瓊,陳秀華,項(xiàng)金鐘,吳興惠;納米材料的新進(jìn)展[J];云南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2002年S1期

10 王辰光;;納米材料[J];阜陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2002年03期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王少?gòu)?qiáng);邱化玉;;納米材料在造紙領(lǐng)域中的應(yīng)用[A];'2006（第十三屆）全國(guó)造紙化學(xué)品開發(fā)應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2006年

2 宋云揚(yáng);余濤;李艷軍;;納米材料的毒理學(xué)安全性研究進(jìn)展[A];2010中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集(第四卷)[C];2010年

3 ;全國(guó)第二屆納米材料和技術(shù)應(yīng)用會(huì)議[A];納米材料和技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展——全國(guó)第二屆納米材料和技術(shù)應(yīng)用會(huì)議論文集（上卷）[C];2001年

4 鐘家湘;葛雄章;劉景春;;納米材料改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的實(shí)踐與建議[A];納米材料和技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展——全國(guó)第二屆納米材料和技術(shù)應(yīng)用會(huì)議論文集（上卷）[C];2001年

5 高善民;孫樹聲;;納米材料的應(yīng)用及科研開發(fā)[A];納米材料和技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展——全國(guó)第二屆納米材料和技術(shù)應(yīng)用會(huì)議論文集（上卷）[C];2001年

6 ;全國(guó)第二屆納米材料和技術(shù)應(yīng)用會(huì)議[A];納米材料和技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展——全國(guó)第二屆納米材料和技術(shù)應(yīng)用會(huì)議論文集（下卷）[C];2001年

7 金一和;孫鵬;張穎花;;納米材料的潛在性危害問題[A];中國(guó)毒理學(xué)通訊[C];2001年

8 張一方;呂毓松;任德華;陳永康;;納米材料的二種制備方法及其特征[A];第四屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2001年

9 古宏晨;;納米材料產(chǎn)業(yè)化重大問題及共性問題[A];納米材料和技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展——全國(guó)第三屆納米材料和技術(shù)應(yīng)用會(huì)議論文集（上卷）[C];2003年

10 馬玉寶;任憲福;;納米科技與納米材料[A];納米材料和技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展——全國(guó)第三屆納米材料和技術(shù)應(yīng)用會(huì)議論文集（上卷）[C];2003年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 記者 周建人;我國(guó)出臺(tái)首批納米材料國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[N];中國(guó)建材報(bào);2005年

2 記者 王陽;上海形成納米材料測(cè)試服務(wù)體系[N];上�？萍紙�(bào);2004年

3 ;納米材料七項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2005年

4 通訊員 韋承金邋記者 馮國(guó)梧;納米材料也可污染環(huán)境[N];科技日?qǐng)?bào);2008年

5 廖聯(lián)明;納米材料 利弊皆因個(gè)頭小[N];健康報(bào);2009年

6 盧水平;院士建議開展納米材料毒性研究[N];中國(guó)化工報(bào);2009年

7 郭良宏 中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員 江桂斌 中國(guó)科學(xué)院院士;納米材料的環(huán)境應(yīng)用與毒性效應(yīng)[N];中國(guó)社會(huì)科學(xué)報(bào);2010年

8 記者 任雪梅　莫璇;中科院納米材料產(chǎn)業(yè)園落戶佛山[N];佛山日?qǐng)?bào);2011年

9 實(shí)習(xí)生 高敏;納米材料：小身材涵蓋多領(lǐng)域[N];科技日?qǐng)?bào);2014年

10 本報(bào)記者 李軍;納米材料加速傳統(tǒng)行業(yè)升級(jí)[N];中國(guó)化工報(bào);2013年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊楊;功能化稀土納米材料的合成及其生物成像應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

2 王艷麗;基于氧化鈦和氧化錫納米材料的制備及其在能量存儲(chǔ)中的應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

3 吳勇權(quán);含銪稀土納米材料的功能化及其生物成像應(yīng)用研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

4 曹仕秀;二硫化鎢(WS_2)納米材料的水熱合成與光吸收性能研究[D];重慶大學(xué);2015年

5 廖蕾;基于功能納米材料的電化學(xué)催化研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

6 胥明;一維氧化物、硫化物納米材料的制備，功能化與應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

7 李淑煥;納米材料親疏水性的實(shí)驗(yàn)測(cè)定與計(jì)算預(yù)測(cè)[D];山東大學(xué);2015年

8 范艷斌;亞細(xì)胞水平靶向的納米材料的設(shè)計(jì)、制備與應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

9 丁泓銘;納米粒子與細(xì)胞相互作用的理論模擬研究[D];南京大學(xué);2015年

10 駱凱;基于金和石墨烯納米材料的生物分子化學(xué)發(fā)光新方法及其應(yīng)用[D];西北大學(xué);2015年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 向蕓頡;卟啉納米材料的制備及其應(yīng)用研究[D];重慶大學(xué);2010年

2 劉武;層狀納米材料/聚合物復(fù)合改性瀝青的制備與性能[D];華南理工大學(xué);2015年

3 劉小芳;基于納米材料/聚合膜材料構(gòu)建的電化學(xué)傳感器應(yīng)用于生物小分子多組分的檢測(cè)[D];西南大學(xué);2015年

4 王小萍;基于金納米材料構(gòu)建的電化學(xué)傳感器及其應(yīng)用[D];上海師范大學(xué);2015年

5 郭建華;金納米材料的修飾及其納米生物界面的研究[D];河北大學(xué);2015年

6 魏杰;普魯士藍(lán)納米粒子的光熱毒性研究[D];上海師范大學(xué);2015年

7 張華艷;改性TiO_2納米材料的制備及其光電性能研究[D];河北大學(xué);2015年

8 胡雪連;基于納米材料的新型熒光傳感體系的構(gòu)筑[D];江南大學(xué);2015年

9 黃樊;氧化鈷基催化材料形貌、晶面控制與催化性能研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

10 周佳林;新型核殼結(jié)構(gòu)金納米材料用于腫瘤的近紅外光熱治療研究[D];浙江大學(xué);2015年

  本文關(guān)鍵詞：油溶性核—?dú)そY(jié)構(gòu)稀土氟化物納米晶的制備及其在光波導(dǎo)放大器中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：299954