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用于有机波导放大器的稀土铒近红外发光材料的合成与表征

作　者: 赵登峰
导　师: 林权
学　校: 吉林大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 近红外光致发光掺铒光波导放大器铒有机配合物
分类号: O641.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

三价稀土铒离子(Er³⁺)在近红外区通讯波段（1.54μm）具有发光特性;聚合物具有优良的机械和光学性能、易于加工和成型等优点。将稀土铒与高分子进行复合,制备具有近红外发光功能的聚合物材料,满足制作有机光波导放大器（EDWA）的要求,对于突破有机光波导聚合物材料吸收损耗较大的瓶颈有重要意义。在论文中,我们利用有机配体与稀土离子的配位作用制备了一系列稀土铒有机配合物,对它们的热性能和光学性能进行了表征,讨论了不同配体对稀土配合物发光性质的影响;将-C=C双键引入铒配合物的结构中,合成了具有聚合反应活性的稀土铒有机配合物。分别通过掺杂和键合的方法,将稀土铒有机配合物复合进聚合物体系中,利用有机配体与聚合物的相容性及高分子链段的分散作用,实现了无机稀土铒在聚合物中的均匀分布,制备了成膜性质良好且光学透明的含稀土铒聚合物材料,并获得了其在近红外波段（1.54μm）的荧光发射。我们还将该种有机材料进行了器件化的初步研究,采用光刻技术和反应离子刻蚀技术制作出了聚合物阵列波导光栅。

全文目录

第一章前言  9-33
  1.1 光波导放大器的原理及应用  9-11
  1.2 光波导放大器的基质材料  11-14
    1.2.1 无机材料  12-13
    1.2.2 聚合物材料  13-14
  1.3 用于光通信的聚合物材料  14-22
    1.3.1 光通信材料的特性参数  14-19
      1.3.1.1 光损耗  14-16
      1.3.1.2 折射率  16-18
      1.3.1.3 加工温度的影响  18-19
    1.3.2 研究中的有机聚合物光波导材料  19-20
    1.3.3 有机光学器件的制作技术  20-22
      1.3.3.1 光刻胶法  21
      1.3.3.2 直接光刻法  21-22
      1.3.3.3 软光刻  22
  1.4 发光功能的稀土有机配合物  22-32
    1.4.1 稀土铒的近红外发光  23-26
      1.4.1.1 铒离子的发光原理  23-24
      1.4.1.2 EDWA的结构和工作原理  24-26
    1.4.2 稀土有机配合物  26-32
      1.4.2.1 稀土有机配合物的分类  26-27
      1.4.2.2 稀土有机配合物的优点  27-28
      1.4.2.3 增强稀土有机配合物发光性能的途径  28-29
      1.4.2.4 稀土铒有机配合物的进展  29-30
      1.4.2.5 含稀土高分子  30-32
  1.5 本论文的设计思路和工作  32-33
第二章新型稀土铒有机配合物合成与表征  33-45
  2.1 引言  33
  2.2 实验部分  33-35
    2.2.1 实验原料  33-34
    2.2.2 配合物的制备  34-35
    2.2.3 测试表征仪器  35
  2.3 单核稀土铒配合物表征  35-39
    2.3.1 配合物的结构表征  35-36
      2.3.1.1 配合物的红外光谱表征  35-36
      2.3.1.2 配合物的元素分析  36
    2.3.2 配合物的热性能表征  36-37
    2.3.3 配合物的紫外-可见-红外吸收光谱  37-39
  2.4 水热法制备铒双核配合物的合成与表征  39-44
    2.4.1 配合物的结构表征  39-42
    2.4.2 配合物的热性能  42-43
    2.4.3 配合物的光学性质  43-44
  2.5 本章小结  44-45
第三章具有聚合活性的稀土铒有机配合物的合成与表征  45-58
  3.1 引言  45
  3.2 实验部分  45-47
    3.2.1 实验原料  45
    3.2.2 具有聚合活性的含铒有机配合物的合成  45-46
    3.2.3 测试表征仪器  46-47
  3.3 结果与讨论  47-58
    3.3.1 稀土铒配合物的溶解性质  47
    3.3.2 稀土铒配合物的结构表征  47-50
      3.3.2.1 稀土铒配合物的红外光谱表征  47-48
      3.3.2.2 稀土铒配合物的元素分析  48-49
      3.3.2.3 稀土铒配合物的核磁共振谱分析  49-50
    3.3.3 稀土铒配合物的热性能分析  50-52
    3.3.4 稀土铒配合物的光学性质  52-58
      3.3.4.1 稀土铒配合物的紫外-可见-近红外光谱表征  53-55
      3.3.4.2 稀土铒配合物的荧光光谱表征  55-58
第四章可交联的含铒聚合物的合成及其在光波导器件中的探索研究  58-69
  4.1 引言  58-59
  4.2 实验部分  59-61
    4.2.1 实验原料  59
    4.2.2 含铒甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸环氧丙酯共聚物的合成  59-60
    4.2.3 产物的提纯过程  60
    4.2.4 聚合物溶液的配置过程  60
    4.2.5 测试仪器  60-61
  4.3 结果与讨论  61-67
    4.3.1 含稀土铒聚合物的结构表征  61-62
    4.3.2 含稀土铒聚合物热性能分析  62-64
    4.3.3 含稀土铒聚合物膜层的荧光光谱表征  64
    4.3.4 含稀土铒聚合物的光学性质  64-65
    4.3.5 含稀土铒聚合物的膜层性质  65-66
    4.3.6 含稀土铒聚合物光波导器件的制作  66-67
  4.4 本章小结  67-69
参考文献  69-74
致谢  74-75
摘要  75-77
Abstract  77-79

用于有机波导放大器的稀土铒近红外发光材料的合成与表征

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