溶胶-凝胶法制备有机-无机杂化光波导材料研究进展

有机-无机杂化材料因同时具有有机功能基团和无机功能基团的结构特点而易于有机光活性物质和无机活性物质的掺杂已被人们广泛关注和大力研究。溶胶-凝胶法是制备有机-无机杂化光波导材料的主要方法。阐述了溶胶-凝胶法制备杂化材料的原理,比较了几种目前研究得较多的有机-无机杂化光波导材料体系,指出了各自的优缺点,介绍了杂化材料制备光波导器件的工艺流程,最后归纳了溶胶-凝胶法制备有机-无机杂化光波导材料过程中存在的问题。

纳米颗粒与铒共掺光放大用材料的研究进展

掺铒材料由于在光放大领域的重要应用引起人们极大的研究兴趣,在掺铒材料中再掺入纳米颗粒能有效增强Er3+的发光强度。综述了各种纳米颗粒对Er3+发光光谱的敏化作用,阐述了纳米颗粒与Er3+之间的能量传递机理,展望了光放大材料的最新发展趋势。

掺Ru(bpy)_3^(2+)的TiO_2-SiO_2有机-无机杂化光学薄膜

利用钛酸丁酯、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酸为先驱体制备了有机-无机溶胶-凝胶杂化材料,用旋涂法在单晶硅片或石英玻璃片上制备了光学薄膜。用Fourier变换红外光谱仪、Abbe折射仪和光谱仪等测试了所得有机-无机复合TiO_2-SiO_2光学薄膜的结构基团、折射率和发光光谱。通过改变其中的钛酸丁酯和甲基丙烯酸含量来调节材料的折射率。对一次旋转涂膜(转速1 200 r/min,持续时间20 s)制备的样品,测出其折射率为1.4～1.5;掺联吡啶钌Ru(bpy)_2^(2+)的杂化光学薄膜,在蓝色发光二极管(559nm)激发下发出明亮的橙红色光(604nm)。

无水溶胶-凝胶法制备有机-无机杂化光波导薄膜

以二苯基二羟基硅烷(diphenylsilanediol,DPSD)和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(γ-Methacryloxypropyl trimethoxy silane,MAPTMS)为前驱体,用无水溶胶-凝胶法合成出有机-无机杂化材料,将其旋涂在硅基片和石英玻璃片上得到杂化光波导薄膜。利用Abbe折射仪测试薄膜的折射率,用Fourier红外光谱仪和Raman光谱仪测试了薄膜的红外吸收光谱和Raman散射光谱,用紫外-可见-近红外分光光度计测试了薄膜的光吸收性质,用棱镜耦合法测试薄膜的光传输损耗。结果表明:控制DPSD的加入量可以调节薄膜的折射率(1.471～1.515);杂化材料在可见和近红外区域的光透过率在90%以上;在265nm处存在强烈的苯环K带吸收峰;薄膜的光传输损耗约为1.0dB/cm。

平面波导光传感器的研究进展

高灵敏度的光传感技术在工业过程控制、环境监测、食品安全、国家安全等领域具有重要的应用。随着平面光集成制备技术的发展,光传感器件也从研究开发光纤传感器拓展到便于集成的平面波导光传感器,特别是采用多孔、易掺杂的溶胶-凝胶材料作为化学、生物医学探测的光传感媒介。综述了平面波导光传感器的研究现状与发展趋势,讨论了器件的光传感原理与结构,介绍了其在化学、生物医学、环境检测等方面的应用。