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曲面基底上胶体晶体的制备

作　者: 崔恩营
导　师: 王鸣
学　校: 南京师范大学
专　业: 光学工程
关键词: 胶体晶体光子晶体微结构光纤光子带隙自组装
分类号: O782
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

自1987年Yabalonovich和John分别提出光子晶体的概念后,光子晶体受到了广泛关注。胶体晶体是指亚微米级的单分散胶体微球在合适的条件下自发组装成的三维有序周期结构。胶体晶体提供了一种经济、简便、有效的研究光子晶体的方法。近年来,光子晶体光纤,引起人们的广泛关注。该种光纤一般是二维结构,横截面上通常排列着不同形式的空气孔,光波可限制在纤芯区域传播。将自组装胶体晶体引入到毛细管,通过特定的方式将胶体晶体和光纤结构融合,封装成具有新颖光学特性的胶体微结构光纤,具有研究意义和应用价值。本文工作主要有以下几个方面：采用垂直沉积法在毛细管表面上制备了胶体晶体。用光学显微镜和透射电镜对胶体形貌进行了表征。通过电子扫描显微镜观察,在毛细管表面上所制备出的典型样品表面排列紧密,只有少量的点线缺陷。对不同曲率半径上制备的胶体晶体进行了光学测试,讨论了曲率半径对胶体晶体的影响。通过对不同温度下制备的胶体晶体的比较,获得了制备690nm的Sio2微球胶体晶体的合适温度。研究了曲面基底上生长的胶体晶体的结构。在毛细管内制备了胶体晶体。对毛细管内的胶体晶体进行了表征。通过电子扫描显微镜观察,在毛细管内制备出的典型样品表面排列紧密。将多模光纤和毛细管内的胶体晶体连接起来,测试了毛细管内胶体晶体的光谱特性。测试的光谱图说明毛细管内制备的胶体晶体具有较高质量。研究了毛细管内胶体晶体的自组装的机理。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
第1章绪论  7-11
  1.1 光子晶体  7-9
    1.1.1 光子晶体的概念  7-8
    1.1.2 光子晶体的特征  8
    1.1.3 光子晶体的类型  8
    1.1.4 光子晶体的研究现状  8-9
  1.2 胶体晶体  9-10
    1.2.1 胶体晶体的概念  9
    1.2.2 胶体晶体作为光子晶体的研究现状  9-10
  1.3 本文的主要研究内容  10-11
第2章胶体晶体自组装的理论、制备方法和表征技术  11-18
  2.1 胶体晶体自组装的理论  11-13
  2.2 胶体晶体的制备方法  13-16
    2.2.1 沉降法  13-14
    2.2.2 电泳辅助沉降法  14
    2.2.3 物理强制有序法  14
    2.2.4 垂直沉积法  14-15
    2.2.5 其他方法  15-16
  2.3 胶体晶体的表征方法  16-18
    2.3.1 应用透射电子显微镜表征胶体晶体形貌和结构  16
    2.3.2 应用光谱仪表征光学特性  16-18
第3章圆柱基底上胶体晶体的制备及光学特性表征  18-35
  3.1 垂直沉积法制备胶体晶体  18-24
    3.1.1 垂直沉积自组装理论  18-21
    3.1.2 垂直沉积自组装制备方法  21-23
    3.1.3 垂直沉积法中的缺陷控制及其应用研究  23-24
  3.2 禁带中心波长的计算公式  24-25
  3.3 垂直沉积法曲面基底上自组装胶体晶体实验  25-26
  3.4 实验结果和讨论  26-33
    3.4.1 晶体表面形貌  26
    3.4.2 曲面基底上胶体晶体的SEM图  26-27
    3.4.3 光学特性表征  27-28
    3.4.4 实验参数对晶体排列的影响  28-32
    3.4.5 蒸发温度的影响  32-33
  3.5 结论  33-35
第4章毛细管内自组装胶体晶体  35-41
  4.1 微结构光纤概述  35-36
    4.1.1 光子晶体光纤的特性  35
    4.1.2 微结构光纤的分类  35-36
    4.1.3 微结构光纤的制备方法  36
  4.2 制备工艺  36-37
  4.3 样品的测试、表征及实验结果讨论  37-39
    4.3.1 测试方法  37-38
    4.3.2 毛细管内胶体晶体的SEM图  38
    4.3.3 光谱特性  38-39
  4.4 毛细管内胶体晶体自组装的机理  39-40
  4.5 本章小结  40-41
结束语  41-42
参考文献  42-46
在读期间发表的论文及研究成果  46-47
致谢  47

曲面基底上胶体晶体的制备

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