有机聚合物极化条件的优化分析

论文摘要

当今基于极化聚合物非线性系数的研究越来越成为聚合物研究的焦点,本文在原有的几种极化聚合物非线性系数的测定方法的基础上提出并研究了一种新的测量极化聚合物非线性系数d33的方法——标准马克条纹方法,并得出了DR1/PMMA侧链型有机聚合物的最佳极化温度和极化电压。本方法的创新之处在于实验时采用了实时极化的方式,避免了先对聚合物极化后进行测量带来的误差影响。文章简要介绍了有机聚合物非线性光学材料的光学效应和制备,在未来以光子学技术为中心的信息时代,非线性光学（Nonlinear Optical,简称NLO）材料是一种关键材料,有机聚合物是一类非常重要的非线性光学材料,目前, NLO聚合物材料的研究已受到各国科学家的极大重视,并可望在光通讯、光计算、光信息处理、光存储及全息术等光电子技术和集成光学等领域得到广泛的应用。普通的聚合物材料是没有宏观二阶非线性光学特性的,要使聚合物材料在激光作用下可显示出很大的宏观二阶非线性光学特性的最有效途径之一就是把含有非中心对称分子结构发色团的聚合物薄膜在高压电场下进行极化处理,强迫发色团分子沿电场方向取向,使原来完全无规律的聚合物变成宏观统计意义上的非中心对称,这样在激光作用下就可显示出宏观二阶非线性光学特性。本文阐述了有机聚合物的几种极化方式,经过极化处理后的聚合物薄膜具有非线性系数大、非线性响应快、介电常数较低以及激光损伤阈值高等优点,这些优点使得用有机聚合物制备波导形式的电光调制器和倍频器件成为现实,因而极化聚合物材料被公认为是最有发展潜力的非线性材料之一,目前,以聚合物材料电光效应为基础的电光调制器、光开关等器件已开始从实验室走向市场。本文重点介绍了利用标准马克条纹方法,采用实时极化的方式,测量DR1/PMMA侧链型有机聚合物电晕极化过程中的二次谐波强度,与标准石英片比较得出极化聚合物非线性系数d33,同时得到了该聚合物最佳极化温度和极化电压。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 论文的背景
• 1.2 论文的结构
• 第二章 有机聚合物非线性光学材料
• 2.1 非线性光学材料综述
• 2.1.1 非线性光学效应
• 2.1.2 非线性光学材料
• 2.1.2.1 非线性光学材料及其应用
• 2.1.2.2 非线性光学材料分类
• 2.2 有机聚合物非线性光学材料
• 2.2.1 有机聚合物非线性光学效应
• 2.2.1.1 二阶非线性光学材料
• 2.2.1.2 三阶非线性光学材料
• 2.2.1.3 非线性光学吸收材料
• 2.2.2 有机聚合物二阶非线性光学效应
• 第三章 有机聚合物二阶非线性材料的制备
• 3.1 聚酰亚胺基极化聚合物
• 3.2 主客掺杂型聚合物体系
• 3.3 侧链型聚合物体系
• 第四章 聚合物外场极化及热稳定性研究
• 4.1 聚合物外场极化
• 4.1.1 接触式电极极化
• 4.1.2 电晕极化
• 4.1.3 高压极化
• 4.1.4 光极化
• 4.2 改善极化聚合物的热稳定性
• 第五章 有机聚合物极化条件的优化分析
• 5.1 非线性光学系数测定方法综述
• 5.2 用粉末法测量极化聚合物的非线性系数
• 5.3 用马克条纹法测量极化聚合物的非线性系数
• 5.3.1 引言
• 5.3.2 有机聚合物的样品制备
• 5.3.3 实验装置
• 5.3.4 测量原理
• sample'>5.3.5 用实时极化方式测量激光透射极化聚合物的光强I_sample
• ITO、I_quartz、I_AIR'>5.3.5.1 测量I_ITO、I_quartz、I_AIR
• 5.3.5.2 测量薄膜厚度l
• 33 的值'>5.3.5.3 计算d₃₃的值
• 5.3.6 小结
• 5.4 电致变色法
• 5.5 反射二次谐波法
• 5.6 衰减全反射（ATR）方法
• 5.7 基于表面等离子体共振（SPR） 的测量有机聚合物二阶非线性系数的方法
• 5.8 应用?实时监测光漂白过程
• SHG 优化条件研究'>5.9 SPR_SHG 优化条件研究
• 5.10 本章小结
• 第六章 总结和对未来工作的展望
• 6.1 结论
• 6.2 对未来工作的展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文
• 致谢