【摘要】：碳納米點(CNDs)在納秒和皮秒激光脈沖下具有優(yōu)異的非線性光限幅性能,然而目前對于其研究主要集中在液態(tài)基質(zhì)中,在一定程度上限制了其實用化進程;且單一組分光限幅材料在不同程度上均存在一定缺點,而若能基于不同限幅機理構(gòu)筑復合材料,通過二者間的協(xié)調(diào)優(yōu)化和優(yōu)勢互補,則能達到提高光限幅性能的目的。針對以上問題,本文以肝素鈉為碳源通過水熱法制備了 CNDs單一光限幅材料;采用一步電化學法實現(xiàn)了 CNDs在石墨烯(GO)表面的負載,構(gòu)筑復合光限幅材料;并通過溶膠-凝膠法將CNDs和CNDs負載GO復合物(CNDs/GO)引入到具有良好理化性能的有機改性二氧化硅(SiO2)凝膠玻璃基質(zhì)中,實現(xiàn)其材料化。對CNDs、CNDs/GO及其復合凝膠玻璃的組成、形貌、結(jié)構(gòu)和線性光學性質(zhì)進行系統(tǒng)表征,并采用Z-掃描法對CNDs、CNDs/GO及其復合凝膠玻璃的非線性光限幅性能進行了研究,探索CNDs和CNDs/GO在液相和固相基質(zhì)中的非線性光限幅機理。結(jié)果表明:所合成的CNDs粒徑均一、分散良好,表面富含羧基和羥基等官能團,且具有與激發(fā)波長相關(guān)的熒光特性,發(fā)射峰隨著激發(fā)波長的增大而紅移。CNDs在液相基質(zhì)中具有與能量相關(guān)的從飽和吸收向反飽和吸收轉(zhuǎn)變的特性,光限幅機理為非線性吸收(NLA)和自由載流子吸收。采用一步電化學法可實現(xiàn)CNDs在GO表面的均勻負載,CNDs在GO上的負載未對GO的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著影響,但明顯增強了其熒光性能。CNDs的負載可有效提高GO的非線性光限幅性能,光限幅效應增強的原因主要是由于NLA和非線性散射(NLS)間的優(yōu)勢互補及CNDs和GO間存在的電荷/能量轉(zhuǎn)移。CNDs和CNDs/GO的引入Si02凝膠玻璃后,對基質(zhì)的組成未產(chǎn)生顯著影響,但改變了其表面特征及孔結(jié)構(gòu),提高了 Si02基質(zhì)的熱穩(wěn)定性。CNDs和CNDs/GO引入固相基質(zhì)中后,其熒光發(fā)生猝滅。與液相基質(zhì)相比,CNDs和CNDs/GO引入固相基質(zhì)后其非線性光限幅性能均有所提高,CNDs在固相基質(zhì)中的光限幅機理為NLA,而CNDs/GO在固相基質(zhì)中的光限幅機理為NLA和NLR。以上結(jié)果為拓展CNDs和CNDs/GO在非線性光限幅領(lǐng)域的材料化及器件化提供了實驗依據(jù)和理論基礎(chǔ)。
【圖文】：

１．３．２邋ＣＮＤｓ的制備方法逡逑自從ＣＮＤｓ被發(fā)現(xiàn)以來，人們對于其制備方法進行了深入的研宄，旨在尋求簡單、廉逡逑價、可控，如圖１－２所示。但歸納起來主要分為兩種：“自上而下”和“自下而上”的方法。逡逑“自上而下”的分割法，它是將宏觀的大塊物質(zhì)極細地分割、材料尺寸不斷降低，最終得逡逑到納米微粒的過程。包括電弧放點、激光消融和電化學氧化法。“自下而上”的構(gòu)筑法是逡逑以物質(zhì)的最小單位（分子或原子）為起點，通過它們之間的相互作用自發(fā)組織、生長形成逡逑的納米微粒的過程。包括微波法、水熱法等，通常他們需要進一步用離心、透析、電泳或逡逑其他分離技術(shù)進行純化。逡逑Ｐ＾＾ｄｔ＾－ｏｒｔ－ａｌＷｕｈ＾Ｕｎｈｒｌ邐Ｕｕ？邋４（Ｍ？邋Ｐｔｅｎｔｋ逡逑Ｍ＊ｏ？ｄｃｏ＾ｏｒｔ的（Ｐｕ？ｌ？＊Ｕ￣ｖ丨邋ＣｈｍＣｏｍｍｕｎ邋ＪＭａＳ．．＊邐＿邋Ｏ－ｍ邋Ｗ邋Ｗ邋供＃．摮逡逑Ａｎ0ｃｗ0Ｍ？ｎ．Ｍｆｄａａ0７．４？ｂＭ７Ｉ邋■逡逑Ｓｃｒｔｗｅｒｏ邋＊ｏｄ邋ｃｏ－ｗａｒｋｃｎ邋（Ｕｍ＊邋Ｓ．Ｃａｒａｉｌｎ？｜邐Ｉ邐＾＊＊Ｚ逡逑ｉ＊ｎ0ＭＮｉＳ0（邋ＭＭ．＞Ａ１２７Ｍ逡逑□ｍ邐＿邐七爸之逡逑ｃｍ＊邐ｐ？ｉ？ｗ邋ｌｕｋａｈｉ邋ｉｍ＊ｍ邋Ｃｊｒｂｏｎ邋ｍｎｏｔｙｎｔｔａｍ邋ｂｆ邋ｃａｆｗｆｌｆｋｇｈｌ邐．邋？邋

１．３．２邋ＣＮＤｓ的制備方法逡逑自從ＣＮＤｓ被發(fā)現(xiàn)以來，人們對于其制備方法進行了深入的研宄，旨在尋求簡單、廉逡逑價、可控，如圖１－２所示。但歸納起來主要分為兩種：“自上而下”和“自下而上”的方法。逡逑“自上而下”的分割法，它是將宏觀的大塊物質(zhì)極細地分割、材料尺寸不斷降低，最終得逡逑到納米微粒的過程。包括電弧放點、激光消融和電化學氧化法�！白韵露稀钡臉�(gòu)筑法是逡逑以物質(zhì)的最小單位（分子或原子）為起點，通過它們之間的相互作用自發(fā)組織、生長形成逡逑的納米微粒的過程。包括微波法、水熱法等，，通常他們需要進一步用離心、透析、電泳或逡逑其他分離技術(shù)進行純化。逡逑Ｐ＾＾ｄｔ＾－ｏｒｔ－ａｌＷｕｈ＾Ｕｎｈｒｌ邐Ｕｕ？邋４（Ｍ？邋Ｐｔｅｎｔｋ逡逑Ｍ＊ｏ？ｄｃｏ＾ｏｒｔ的（Ｐｕ？ｌ？＊Ｕ￣ｖ丨邋ＣｈｍＣｏｍｍｕｎ邋ＪＭａＳ．．＊邐＿邋Ｏ－ｍ邋Ｗ邋Ｗ邋供＃．摮逡逑Ａｎ0ｃｗ0Ｍ？ｎ．Ｍｆｄａａ0７．４？ｂＭ７Ｉ邋■逡逑Ｓｃｒｔｗｅｒｏ邋＊ｏｄ邋ｃｏ－ｗａｒｋｃｎ邋（Ｕｍ＊邋Ｓ．Ｃａｒａｉｌｎ？｜邐Ｉ邐＾＊＊Ｚ逡逑ｉ＊ｎ0ＭＮｉＳ0（邋ＭＭ．＞Ａ１２７Ｍ逡逑□ｍ邐＿邐七爸之逡逑ｃｍ＊邐ｐ？ｉ？ｗ邋ｌｕｋａｈｉ邋ｉｍ＊ｍ邋Ｃｊｒｂｏｎ邋ｍｎｏｔｙｎｔｔａｍ邋ｂｆ邋ｃａｆｗｆｌｆｋｇｈｌ邐．邋？邋
【學位授予單位】：福建工程學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ171.1

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 沈宸;陸云;;功能化熒光碳納米點的一步法制備及其光譜研究[J];光散射學報;2014年01期

2 彭蕊;辛晶;康開斌;趙敏;王強;許主國;;光限幅材料研究進展[J];蘭州大學學報(自然科學版);2013年06期

3 胡勝亮;白培康;曹士銳;孫景;;脈沖激光制備發(fā)光碳納米顆粒[J];高等學�；瘜W學報;2009年08期

4 范金榮;趙文平;;激光武器及其在防空防天體系中的作用[J];現(xiàn)代防御技術(shù);2006年05期

5 鄭嬋;詹紅兵;陳文哲;;納米碳管復合凝膠玻璃結(jié)構(gòu)及譜學性能研究[J];光譜學與光譜分析;2006年04期

6 潘科君,王筱梅,聞荻江;非線性吸收激光光限幅材料研究進展[J];功能材料;2003年02期

7 王騏,范金榮;紅外制導武器抗激光致盲技術(shù)縱橫談[J];現(xiàn)代防御技術(shù);2001年06期

本文編號：2710862