聚乙烯基咔唑共价接枝还原氧化石墨烯的制备及其宽带光限幅性能

用表面带负电荷的还原氧化石墨烯(RGO)作为阴离子聚合引发剂,在RGO表面使N-乙烯基咔唑(NVK)原位聚合,生成可溶性聚乙烯基咔唑(PVK)共价功能化的RGO非线性光学材料(RGO-PVK)。采用红外光谱、X光电子能谱和紫外-可见吸收光谱等对RGO-PVK进行了表征。将RGO-PVK嵌埋在非光学活性的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中制备了具有良好光学性能的RGO-PVK/PMMA薄膜,并利用开孔Z-扫描技术研究了RGO、RGO-PVK、退火处理的RGOPVK薄膜在532、1 064 nm激光辐照下的非线性光学(NLO)和光限幅(OL)性能。结果表明:与RGO相比,PVK在RGO表面的共价键合显著增强了材料的宽带NLO性能和OL效应。与没有经过退火处理的RGO-PVK/PMMA薄膜相比,退火后的RGO-PVK/PMMA薄膜展现出更加优良的NLO性能。在532、1 064 nm的激光激发下,退火后的RGO-PVK/PMMA薄膜的非线性吸收系数(β_(eff))分别为306.17、350.32 cm/GW,相应的光限幅阈值分别为0.37、0.31 GW/cm^(2)。