有机光折变聚合物体系的特性研究

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1、摘要摘要在非线性光学研究领域，对光折变效应的研究是一类极为活跃的课题。光折变效应已被广泛应用于全息存贮、实时光学相位调制、双光束耦合放大、动态微分干涉、脉冲整形等诸多实用领域。有机聚合物一向被认为是一类非常重要的光学非线性材料，在光折变研究中亦不例外。自从人们在有机材料中观察到光折变现象之后，由于有机光折变聚合物具有明显的非线性效应(其非线性极化率往往比无机晶体高出l～3个数量级)、光损伤阈值高、介电常数较低、易于制备成膜、价格低廉等优点，这一课题的研究得到了飞速的发展。在过去几年中，全新的有机光折变聚合物体系相继大量涌现。本文详细介

2、绍了以乙烯基咔唑与丙烯酸丁酯的共聚物PVK．PBA作为载流子传输介质(PBA同对充当电荷陷阱)，分散红DRt作为二阶非线性介质，三硝基芴酮TNF作为光敏介质这一有机光折变体系。通过一系列实验证实了该体系确实具有理想的光折变性能。全文主要分成毗下几个部分：首先是光折变效应研究的历史与现状以及有机光折变聚合物材料的分类。接着着重介绍了光折变效应尤其是有机聚合物中的产生的机理，并根据机理分析介绍了光折变效应的一些特性及其应用前景。其次我们详细介绍了PVK—PBA／DRl／TNF这一有机聚合物体系的制备流程与工艺。主要是采用真空热压法与真空饱

3、和蒸气溶入法相结合的制备工艺。然后针对制备工艺分析了体系中各组分构成。由于整个制备过程中没有任何有机溶剂的参与，因此极大的提高丁样品的稳定性及耐压性，并具备了优良的特性，是一种很有希望的有机光电器件的制备方法。最后，文章就这一体系在一系列实验中所展现出的光折变性能进行了研究分析。该体系在无外场情况下即可获得高达8％的二波耦合(2BC)衍射效率，而且性能随着外电场的增加而迅速提升，在10V／gin的电场下即可以获得18％的二波耦合增益；此外在四波混频(FWM)实验中也有相当不错的表现。不仅在外电场为0的情况下有8％的衍射效率，在外加电场

4、达到10Wgm时我们获得有机光折变聚合物体系的特性研究一杨剑摘要了17％的四波衍射效率。针对体系在无外场作用下仍产生光折变效应这一现象，文中末尾也进行了探讨并提出了与实验结果相符的机理解释。综上所述，PVK-PBA／DRl／TNF有机聚合物体系已经具备了相当良好的光折变特性。相信随着对其研究的不断深入，在进一步改良制备工艺和实验测试技术的基础上，我们极有希望在不远的将来获得基于这～有机光折变聚合物体系的实用化器件。关键词：光折变效应有机聚合物真空饱和蒸气溶入法有机光折变聚合物体系的特性研究一扬剑ll摘要AbstractReseamho

5、nthephotorcfractive(PR)effectisoneofthemostactiveal-oii8inthefieldofthenonlinearopticsD『L0)Thephotorefractivityhasbeenwidelyusedinalotofappliedaspectssuchasholographicopticaldatastorage，realtimemodulationoftheopticalPhases，two—beamcouplingamplification，imageamplificatio

6、n，dynamicdif挹rentialinterferenee．OrganicpolymerhasbeenalwaysregardedasoneofthemostimportantNLOmaterials，especiallyintheresearchesonPReffect．SincethefirstobservationofthePReffectinanorganicmaterialin1990，researchesonphotorefractivepolymershavedevelopedrapidlyduetothosead

7、vantagespolymersalwaysown．Forexample：theNLOeffectsinmostpolymersareveryremarkable；polymerscanbeformedintoavarietyofthin—filmeasily；theopticMdamagethresholdofpolymersusuallyishigherthanthatofmostinorganicmaterialsandSOon．Variousphotorefractivepolymershavecomeforthduringt

8、hepastfewyears．Inthisthesis，Wemainlyintroduceanovelphotorefractivecompositesystem，inwhichPBA(poly—butylacrylat