有机聚合物非线性光学测试及器件研究

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非线性光学（Nonlinear Optic，NLO）是研究在强光（激光）作用下物质的响应与场强呈现的非线性关系的科学。能产生非线性光学效应的介质被称为非线性光学材料（NLOM）。正如半导体材料的进步推动了微电子与集成电路的大规模发展，对于NLO材料的研究和提高也是光通信时代发展的推动剂。早期的NLO材料以无机晶体为主，但由于其价格昂贵以及难以加工等因素限制了其得到实际应用。目前NLO材料的研制已经转向到了有机聚合物。具有NLO生色团的聚合物要显示宏观二阶NLO性能，还需要进行极化，使生色团沿电场方向取向，因此往往称这类聚合物为极化聚合物（poled polymer）。衰减全反射（ATR）结构是光学上一种较为特殊的反射型结构，在一定的条件下，反射光的空间强度和频谱成分都会受到结构参数的影响和控制，同时反射光也携带上了结构本身的信息。由此结构制作的电光调制器采用了波导非传输结构，因此聚合物电光材料的本征损耗对器件损耗的影响可以忽略，器件可工作在聚合物电光材料的近吸收区，因此器件的工作波长从可见光波段到红外光波段都可实现。本文对两种常见的有机聚合物类型——侧链型聚合物和交联型聚合物分别进行了材料的实时极化的实验测试。对于侧链型聚合物材料，通过实时极化找出了材料最佳的极化温度。而对于交联型聚合物材料，由于存在交联过程这一特殊性，我们首先利用基于衰减全反射原理而建立的CCD监控系统，监控了交联型聚合物聚氨酯升温过程中的性质，得到了聚氨酯的交联温度范围，并依据此进行了聚氨酯材料的实时极化。本文在对有机聚合物二阶非线性测试的基础上，用衰减全反射结构实现了300MHz正弦波高频电光调制器的研制，同时在对有机聚合物三阶非线性测试的基础上利用克尔效应实现了125Hz三角波电光调制器的研制。并且分析了三阶电光器件的良好调制性能，为今后的聚合物调制器的制备开辟了一条新的技术路线。

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作者
胡海东;
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作者单位

上海交通大学;

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授予单位上海交通大学;
学科光学
授予学位硕士
导师姓名沈启舜;
年度 2006
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类 O631.24;
关键词
有机聚合物; 实时极化; 监控交联; 衰减全发射; 克尔效应; 电光调制;

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