低损耗有机无机混合溶胶凝胶波导的实验研究

利用有机无机混合的溶胶凝胶方法在硅基底上制备波导薄膜.采用正硅酸四乙酯和苯基三乙氧基硅烷作为反应先驱物,利用旋涂的方法成膜,对其折射率,传输损耗以及条形波导的光刻、刻蚀特性进行了研究.测量了波导薄膜折射率随成分变化的关系.实验表明,该方法工艺简单,可以获得具有较低损耗的波导薄膜.测试得到632.8 nm波段的损耗系数为0.23 dB/cm.采用ICP刻蚀工艺获得了较为平整的条形波导.     

平面光波导结构的FDTD分析

将各向异性理想匹配层(APML)吸收边界条件用于平面光波导结构的时域有限差分法(FDTD)分析中,导出了APML媒质中适用于角域和边缘的通用差分方程,并对平行介质带定向耦合器进行了数值模拟和验证,所得数值解与解析解非常一致.该方法可用于任意复杂结构的平面光波导的计算机辅助设计与分析.     

紫外写入SiO2平面光波导制作新方法研究（三）：光波导制作

本文报导用紫外写入法制备SiO2平面光波导的理论基础,工艺过程和实验结果。介绍了含光敏层的多层SiO2平面光波导的材料和掩膜的制备方法,紫外写入的设备与工艺,用这种新方法制备出性能良好的直波导和Y分叉光波导。     

平面光波导用于实时测试生化反应新方法的研究

在分析经典消逝波光波导生化传感器的基础上,为寻找性能更佳的传感器,探讨用更为直观的截止特性来进行生化传感。分别对三层及四层平板波导进行了研究,指出了作为基于截止特性的生化传感器三层波导结构存在的局限性。在理论上研究了可以在四层波导中使用变折射率材料来进行基于截止特性的生化传感,并给出了由空气隙、极化聚合物、高折射率薄膜、待测物组成的传感器结构示意图。用数值分析的方法绘出了此装置的灵敏度与高折射率薄膜厚度的关系曲线,并将它同经典消逝波光波导生化传感器灵敏度与薄膜厚度关系图进行了比较。结果表明,这种新型传感器理论上可以在较厚的薄膜结构中达到很高的灵敏度。     

溶胶-凝胶法制备有机/无机复合荧光粉及其发光性能

以正硅酸乙酯(TEOS)和有机荧光染料(Calcein等)为原料,采用溶胶-凝胶(Sol-gel)法制备了有机/无机复合荧光粉。探讨了有机染料的掺杂浓度、反应体系pH值、H₂O与TEOS的比值等控制参数对反应时间和材料性能的影响。利用XRD、TEM、PL光谱分析手段对纳米复合荧光粉的结构、粒度、形貌、光谱进行了表征。结果表明:制备的粉体在纳米尺寸范围内是透明的;材料的发射光谱为宽带,激发峰值波长为450nm,发射波长为520nm;峰值波长的位置不随掺杂浓度的变化而改变,但光谱强度会发生相应的变化;最佳掺杂浓度为5×10^-4mol/L。     

基于KH56O修饰的有机/无机杂化材料电光波导制备

利用溶胶-凝胶法制备了硅烷偶联剂KH560修饰的有机/无机杂化电光材料,分析了KH560的水解缩合的反应机理.对制备好的电光薄膜进行了表面形貌、折射率和电光特性的表征,并用反射法测量得出了该材料的电光系数为3.5pm/V.针对这种材料柔韧的特性,设计了上加载条形电光波导,并利用Opti-BPM软件模拟了二维和三维光场....     

平面光波导型单纤三向器的研究

利用光束传输法,分析设计了一种只由两个定向耦合器构成、能直接与单模光纤相耦合、易于集成的平面光波导（Planar Lightwave Circuit,PLC）型1.31/1.49/1.55 μm单纤三向器.该器件的输入输出弯曲波导和耦合区平行波导均采用光束传输法进行优化设计,并对器件的折射率进行了容差分析,获得了当两个定向耦合器的耦合长度分别为6 578 μm、3953 μm时,器件对各波长的隔离度均在47 dB以上,且插入损耗小于0.05 dB.     

1感光溶胶-凝胶法制备光波导研究

采用溶胶-凝胶技术与化学修饰相结合的方法,制备了具有紫外感光特性的SiO2/Al2O3溶胶及其凝胶薄膜,并通过在溶胶中加入聚乙二醇使其形成有机-无机复合结构,经一次提拉制膜就可获得18 μm厚的感光性凝胶薄膜.利用薄膜自身的感光性,使紫外光通过掩模照射薄膜,再经过溶洗和200℃、1 h的热处理,就可获得厚度达到15 μm、线宽约为100 μm的波导阵列.对这种波导薄膜的折射率和的透射率进行了研究.     

溶胶-凝胶法制备TiO2-SiO2多层增透膜

在酸催化体系中以钛酸丁酯为前驱体制得TiO2溶胶,以正硅酸乙酯（TEOS）为前驱体制得SiO2溶胶,采用提拉法在普通载玻片上镀膜。辅助MASS膜系设计软件进行模拟计算,得到了透射率为99%的膜片。根据理论模拟结果,实验采用交叉镀膜,制备出了宽带增透TiO2-SiO2多层膜,其方法有别于以往的TiO2/SiO2复合膜法。用紫外-可见分光光度计测量了样品的透射光谱。实验发现,样品具有明显的宽带增透效果：在400-700nm波段,当光线垂直入射时,增透6%左右;45°角入射时,可增透10%。     

非均匀平板波导的色散方程

利用转移矩阵理论分析了任意折射率分布平板波导的传输特性，导出了非均匀平板波导的近似解析色散方程，并指出了ＷＫＢ近似的局限性，数值比较的结果表明，文中所得公式的精确度优于传统的ＷＫＢ方法和其它近似方法。     

有机/无机杂化纳米粒子制备多孔增透膜

以甲基丙烯酸四氟丙酯-co-γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷[P(TFPMA-co-TMSPMA)]共聚物和聚苯乙烯(PS)二元混合乳液旋涂成膜,再采用环己烷选择性溶解除去PS纳米粒子的方法制备了多孔有机/无机杂化纳米基光学增透膜。研究了二元混合乳液固含量、旋涂速度及纳米粒子粒径等参数对增透膜性能的影响。通过选用不同固含量的混合乳液以及改变成膜转速,可制得膜厚在109～208nm之间,折射率nf在1.22～1.25之间,在400～1100nm波段均获得最大透射率高于99.1%的增透膜;此外,研究发现膜的粗糙度及透射率对纳米粒子粒径有较强的依赖性,减小成膜乳液粒子粒径可有效降低膜的粗糙度。     

键合型有机/无机杂化材料加载条形波导电光调制器

相对于普通的有机/无机杂化材料,侧链键合型有机/无机杂化材料能提高生色团的掺杂浓度,避免出现结晶、相分离等现象,同时生色团极化有序性的弛豫因生色团运动受阻而降低,具有较高的热稳定性.本文采用溶胶凝胶法合成了一种性能优良、稳定的侧链键合型有机/无机杂化材料,并将这种材料应用于电光调制器的电光层,利用传统的半导体工艺,采用加载条形波导结构,成功制备了马赫-曾德尔(Mach-Zehnder,M-Z)型电光调制器.测试得到电光调制器在1 550 nm波长下10 kHz的响应信号,为键合型杂化材料应用于光电器件的进一步研究打下了基础.     

Hybrid Modes in Highly Oversized Corrugated Rectangular Waveguides

Using a scattering matrix formalism the relative TE/TM eigenmode contents of hybrid modes in oversized corrugated rectangular waveguides has been calculated. The influences of slot depth and corrugation period on the eigenmode mixture have been examined.     

利用溶胶-凝胶法调节pH及添加PEG优化酒精纯化用SiO_2粉末(英文)

该工作探讨利用TEOS前驱液及不同含量、不同分子量PEG制备出SiO2粉末的性质.SiO2粉末由溶胶-凝胶法制备,并结合退火前后烘干.TEOS前驱溶液的水解及缩合反应速率在pH=3时比在pH=5,7,9时进行得更彻底,且随温度及PEG分子量的升高而升高;粉末产率在TEOS前驱液pH=3时达到最大.与不加PEG的溶胶-凝胶法制备出的样品相比,加入PEG制备的粉末有更高的吸水能力.若粉末从高至500℃退火,则可发现乙醇浓度增加.依据液体和固体NMR、电子显微镜以及BET结果,对吸水及粉末表面积之间的关系进行了讨论.     

Study of refractive index and thickness of TiO2／ormosil planar waveguide

Hybrid titania/ormosil waveguide films have been prepared by sol-gel method at low thermal treatment temperature of 150℃. The influence of processing parameters including the molar ratios of Ti(OBu)_{4}/glycidoxypropyltrimethoxysilane (GLYMO) and H_{2}O/Ti(OBu)_{4} (expressed as R), especially aging of sol, on the refractive index and thickness of film was investigated. The optical properties of films were measured with Scanning Electron Microscope and m-line spectroscopy. The results indicate that the film thickness increases with the aging time of sol, but the variation of refractive index as a function of aging time of sol depends on the relative ratio of GLYMO to Ti-alkoxide. The relation between film thickness and corresponding sol viscosity is linear as the volume of GLYMO is 80% within the range of measured data.     

CrOx在ZrO2上的分散状态及其CO还原NO性能的研究

利用ＸＲＤ和ＢＥＴ等物理技术研究了ＣｒＯｘ对ＺｒＯ２的抗烧结性能及Ｃｒ的分散状态ｒＯｘ是良好的ＺｒＯ２抗烧结剂,会抑制ＺｒＯ２晶型从无定形→四方→单斜的相变过程;ＣｒＯｘ与ＺｒＯ２之间的强相互作用还有利用于ＣｒＯｘ在ＺｒＯ２表面的分散,ＺｒＯ２表面的分散,ＮＯ的ＴＰＤ－ＭＳ实验表明,ＮＯ在ＣｒＯｘ／ＺｒＯ２表面存在两种与ＺｒＯ２作用强弱不同的吸附态,在程序升温脱附过程中发生了ＮＯ的离解反应。ＮＯ＋     

微乳液法SiO2/罗丹明B荧光杂化纳米微球的制备与表征

在甲苯存在下的反相微乳液体系中,将γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)与罗丹明B进行预反应;再与正硅酸乙酯( TEOS)经原位溶胶-凝胶反应,制备SiO2/罗丹明B荧光杂化纳米微球.通过FTIR、UV-Vis、TEM、TG和光致发光谱对杂化纳米微球进行了表征.结果表明:罗丹明B与KH560间通过酯基形成化学键...     

有机/无机复合功能材料倒脊型波导热光开关

利用溶胶-凝胶技术自主合成了一种具有优良光学特性和高热稳定性的有机/无机复合芯层材料.这种功能材料的分子中含有有机柔性侧链,可形成环氧交联.与无机SiO2-TiO2体系相比,具有较高的热光系数（量级为10－4/K）,以及更好的成膜性和可加工性.通过与实验室自行配制的P(MMA-GMA)包层材料相匹配,设计制备了基于这种有机/无机复合功能材料的倒脊型波导马赫-曾德尔型热光开关.器件的波导与热电极性能良好.插入损耗为10 dB,驱动功率15 mW,开关时间小于1 ms,消光比15 dB.