静电纺丝法制备TiO_2/ZnO复合纳米纤维

利用溶胶—凝胶的方法,将不同量的乙酸锌、钛酸丁酯溶剂及高分子材料混合搅拌,从而获得不同比例的前驱体溶液,然后经过静电纺丝及高温煅烧,获得一维TiO2/ZnO复合纳米纤维,通过扫描电子显微镜对其形貌进行观察,并用XRD确定其组分。     

Eu(DBM)_3Phen掺杂聚甲基丙烯酸甲酯静电纺丝荧光纤维

通过静电纺丝技术获得直径约为700 nm,均匀且随机取向的亚微米级Eu(DBM)3Phen/PMMA纤维。在紫外光辐射下,亚微米级荧光纤维发出明亮的红色荧光。其激发光谱表明,荧光纤维有效激发波长范围为200~400 nm。利用积分球配以CCD探测器,在367 nm长波紫外LED激发下对荧光纤维开展绝对光谱功率测试。当LED泵浦功率为535.76#W时,厚度80#m的Eu(DBM)3Phen/PMMA纤维薄层对紫外辐射的吸收率高达89%,350~850 nm范围内发射的总绝对光谱功率、总光子数和总荧光量子产率分别为36.56#W、11.46×10~(13)cps和12.94%。亚微米级Eu(DBM)_3Phen/PMMA纤维薄层中,Eu~(3+)较高的跃迁发射几率及较大的发射截面使得纤维可以高效吸收紫外辐射并转变为可见光,在提高太阳能电池光电转换效率方面具有潜在应用价值。     

熔融静电纺丝法制备单根聚合物微米纤维全可见光谱的放大自发发射特性研究

具有高能量转化效率的微纳尺度的激光光源的开发将极大地促进光电子系统的进一步集成。本文采用熔融静电纺丝方法成功制备了单根有机聚合物微米纤维,所制备的微米纤维表面光滑,成规范的圆柱形结构。我们通过在聚合物纤维中掺入不同的荧光染料,实现了在整个可见光范围内的光发射可调性。在光泵浦条件下,我们详细研究了单根聚合物微米纤维的放大自发发射特性,三种颜色的微米纤维均表现了较低的阈值和高增益的放大自发发射特性。采用时域有限差分法模拟微米纤维中的电场分布结果表明,纤维的柱状微结构有效地将光限制在圆柱体内,形成环形腔反馈,并沿着轴向传播,因而发射光表现了很好的方向性。这种可见光范围内可全色发射的单根的微米纤维的成功制备将为实现智能化、集成化、低成本和高可靠性的微纳激光光源器件提供可靠的技术支持。     

静电纺丝纳米ZrO_2:Ti纤维的制备与发光性质的研究

通过静电纺丝和高温煅烧相结合的方法制备了一维钛掺杂氧化锆的纳米纤维。复合纤维在1 000℃煅烧后,由于模板剂、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)在高温下的分解,纤维直径大大减小,扫描电镜观察最终得到直径100 nm左右的单斜相纤维。利用稳态光谱和时间分辨光谱技术室温下研究了纤维的光致发光性质。结果表明发射主峰在467 nm的宽带,在350 nm处有一个小肩峰。两种不同的发光行为可以通过ZrO2∶Ti纳米纤维中存在的两种情况的氧空穴作为电子俘获中心来解释。一种由电荷补偿产生的氧空位,俘获电子,产生467 nm处Ti参与的发光现象。另外一种ZrO2表面缺陷导致的氧空穴,对应于350 nm的发光现象,没有发现长余辉现象。测得的激发态寿命短于体材料而长于普通的纳米晶,可能是由于一维纳米结构的独特性质导致的。     

静电纺丝法制备纳米纤维及其应用进展

静电纺丝技术是采用物理方法制备一维采用纳米纤维的有效方法,它在大规模制备有序的、复杂的一维纳米材料方面具有很强优势。除了制备一维纤维材料外,电纺丝技术还用于制备二维和三维多孔结构的材料。本文分为三部分,首先介绍了静电纺丝技术的原理和方法;然后综述了静电纺丝技术在制备一维材料方面的研究进展,最后列举了静电纺丝技术在生物工程领域的应用。     

静电纺丝技术制备Eu(BPA)3 phen/聚丙烯腈纤维及其性能

为了增强稀土络合物的物理化学性能和成型加工性能,以扩大稀土发光材料在防伪、荧光标识与OLED等领域中的应用,本文将实验合成的铕的络合物溶于聚丙烯腈,通过静电纺丝技术制备了一种新型的Eu(BPA)_3phen/PAN紫外荧光复合纳米纤维。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量色散谱仪(EDS)、傅立叶红外光谱仪(FT-IR)、热重差热分析仪(TG-DSC)与荧光光谱仪(FL)对发光纳米纤维的性能进行分析。实验结果表明,复合纤维的直径分布在200～400 nm,且随机取向。热重分析表明,Eu(BPA)_3phen/PAN复合纤维的初始分解温度约为310℃,热稳定性较好。此外,研究了掺杂不同浓度Eu(BPA)_3phen对纤维发光性能的影响,发现纤维的荧光发射强度随着Eu(BPA)_3phen含量的增加呈现先增后减的变化趋势,当Eu(BPA)_3phen的含量为2.5%时,荧光强度最高。这种新型的的Eu(BPA)_3phen/PAN荧光复合纤维在防伪和OLED等方面具有潜在应用价值。     

以PVP纳米纤维为模板采用原子层沉积法制备MgxZn1-xO纳米纤维及其光学性质研究

采用静电纺丝方法制备聚乙烯吡咯烷酮(PVP)纳米纤维,并以其为模板采用原子层沉积(ALD)方法制备不同Mg掺杂浓度的MgxZn1-xO纳米纤维。研究了不同Mg掺杂浓度对复合纳米纤维结构和光学性质的影响。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、光致发光(PL)和紫外-可见光(UV-Vis)吸收谱对样品测试并进行表征分析。结果表明,Mg元素的掺入并没有改变ZnO纳米纤维的形貌,所有样品的表面形貌极其相似,只是掺杂后纤维直径有所增大;随着Mg掺杂浓度的增加吸收边逐渐发生蓝移,表明所制备MgxZn1-xO纤维的带隙具有可调节性。与此同时,在PL谱中可以观察到样品的紫外(UV)发光峰从377nm移动至362nm,且与不掺杂的样品相比,MgxZn1-xO纳米纤维的UV发光强度明显增强。通过这种方法可以合成组分可控的MgxZn1-xO纳米纤维。在ZnO中掺入Mg元素可以有效地提高ZnO-PVP纳米纤维的禁带宽度以及UV发射强度。     

静电纺Ag/WO3复合纳米纤维及其光催化性能

为了研究氧化钨(WO_3)和银/氧化钨(Ag/WO_3)纳米纤维光催化性能,利用静电纺丝技术制备了WO_3和Ag/WO_3复合纳米纤维。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis),对样品的物相结构、形貌大小和紫外-可见漫反射光谱等进行了表征。在可见光照射下,比较WO_3和Ag/WO_3纳米纤维光催化降解亚甲基蓝(MB)的性能,结果表明,在90 min时,Ag/WO_3复合纤维光催化降解MB效率比WO_3纤维高1.3倍,从能带结构角度分析了Ag/WO_3复合纤维光催化效率增强的原理。     

基于静电纺丝工艺的LED远程荧光片制备技术

首次提出了一种基于静电纺丝工艺以柔性PET为基底的新型LED远程荧光片的制备方法,实现了蓝色LED芯片与荧光粉层相分离的免封装器件结构。采用静电纺丝工艺制备了黄色荧光片和红色荧光片,并研究了黄色荧光片的透射率、吸收率、PL谱及红色荧光片对白光LED的光学性能参数的影响,包括光通量、相关色温、光效。实验结果表明,所制备黄色荧光片在可见光波段具有良好的透光性,荧光片的光谱完全由荧光粉来决定,不需要考虑复杂工艺的影响;使用红色荧光片可以在保持高光效的同时将球泡灯的相关色温由5 595 K降低为3 214 K,这在曲面发光及色温调节方面为灯具设计提供了广阔的空间。     

静电纺丝法制备聚丙烯腈/银纳米粒子复合纳米纤维及其SERS特性

利用静电纺丝技术制备了一种聚丙烯腈/银纳米粒子复合纳米纤维的表面增强拉曼光谱基底。通过调节聚丙烯腈溶液的浓度可得到不同直径、不同厚度的纤维薄膜,将聚丙烯腈的N,N-二甲基甲酰胺溶液与硝酸银溶液混合得到聚丙烯腈/Ag种子溶液,然后利用静电纺丝技术制备聚丙烯腈/Ag种子/AgNO₃复合纳米纤维;加入AgNO₃并利用水合肼二次还原后可制备适合拉曼检测的聚丙烯腈/Ag纳米粒子复合纤维膜,聚合物纤维表面和内部的金属纳米粒子的密度可调节。通过调节不同的纳米粒子的密集程度,可构筑出具有较高的电磁场增强效果的特殊的“热”结构(高局域强电磁场的亚波长区域)。而聚合物纤维内部的银纳米粒子可通过溶胀作用吸附更多的探针分子,提高拉曼检测的灵敏度。该基底有很好的SERS信号,并且可大规模制备。     

Single-to-Multiple Channel Wavelength Conversions and Tuning of Picosecond Pulses in Quasi-Phase-Matched Waveguides

We report the single-to-multiple channel wavelength conversions of 1.57-ps pulses based on cascaded secondharmonic generation and difference frequency generation in quasi-phase-matched periodically poled lithium hiebate waveguides. For single-to-single channel wavelength conversion, no external cavity laser is required with use of a fibre ring laser. The conversion efficiency is about -21.44 dB. The converted idler wavelength can be tuned from 1526.4nm to 1537.5nm as the lasing pump wavelength is varied from 1566.1 nm to 1555.0nm. By employing several input pumps, tunable single-to-dual and single-to-triple channel wavelength conversions are experimentally demonstrated.     

单到单和单到双信道皮秒脉冲全光波长转换的实验研究

基于周期极化反转铌酸锂（PPLN）光波导级联倍频和差频（SHG+DFG）的二阶非线性效应,提出并实验研究了皮秒脉冲的可调谐波长转换以及单信道到双信道的波长转换.信号光采用重复频率为40 GHz,脉宽为1.57 ps的脉冲信号.连续抽运光由光纤环形腔激光器（FRL）提供.不同于传统的SHG+DFG型波长转换,信号光固定在PPLN光波导倍频过程的准相位匹配（QPM）波长处,通过调节抽运光的波长实现了转换空闲光的可调谐输出.当使用两个抽运光时实验观察到了单信道到双信道的波长转换.     

The Controllable Surface Morphology of Polyimide (PI) Electrospun Fibers

Electrospun materials have been proposed for application for gas filtration, drug carriers, and tissue engineering. The surface morphology of electrospun fibers is the key for consideration for the above applications, such as pore size on the fiber surface, surface area, and roughness. In this work, we investigated the influence of polymer/solvent properties on soluble polyimide (PI) fibers. The studied PIs included three fluorinated aromatic polyimides containing naphthalene pendant groups. By using various solvents we adjusted the size, shape, and structure of the fibers. As a result, PI electrospun fibers could be achieved with width around 10 μm. The rough and smooth surface morphologies were studied by scanning electron microscopy (SEM). Surface wettability of the electrospun fiber membranes were characterized by contact angle measurement. The contact angles on the electrospun PI fiber mats for water and glycerol were in the range of 137.6°–144.5° and 139.1°–143.6°, respectively. Moreover, the rough fiber surface could make the electrospun fiber membrane possess good adhesive force for liquids. The results suggest that we could widen the application of electrospun membranes through controlling the fiber morphology.     

皮秒脉冲在色散缓变光纤中的孤子效应压缩

本文给出了描述皮秒脉冲在色散缓变单模光纤中孤子效应压缩过程的数学模型。通过数值求解，首次对该孤子效应压缩进行了全面的计算和分析。结果表明，与常规光纤相比，采用色散缓变程度合适的光纤压缩皮秒脉冲，不仅能显著地提高压缩后脉冲的峰值功率和脉冲压缩比，而且能有效地消除压缩后脉冲的次峰和脉座。对于确定的脉冲输入，发现，当光纤的色散缓变程度取某一最佳值时，能获得最佳的压缩效果。进一步研究表明，色散的这一最佳变     

周期域反转铌酸锂可调谐波长转换器的皮秒脉冲实验

实验研究了周期域反转铌酸锂光波导级联和频与差频二阶非线性效应(cSFG/DFG)皮秒脉冲间的可调谐波长转换。信号光采用重复频率为40 GHz,脉宽为1.57 ps的脉冲信号。当输入信号光和第一个控制光波长分别为1554.4 nm和1532.5 nm时,通过调节第二个控制光波长由1550.5 nm到1541.0 nm,输出信号光波长可从1536.0 nm调谐至1545.2 nm。当输入信号光波长改变时,通过改变第一个控制光波长以满足和频过程的准相位匹配条件,同时调节第二个控制光波长可以实现输出信号光波长的可调谐。实验中利用两个窄带可调谐滤波器有效抑制了掺铒光纤放大器引入的放大自发辐射噪声,同时观察到了波长下转换和波长上转换。     

荧光波长对共焦显微镜成像特性的影响

导出了共焦显微镜中不同荧光波长情况下的荧光功率传输函数、三维脉冲响应函数（3D－PSF）和三维光学传递函数（3D－OTF）。结果表明，不同的荧光波长对共焦显微镜的空间截止频率、分辨率、光学传递函数存在明显的影响。当激发波长与荧光波长的比值下降到一定程度时，可以看到明显的失锥现象。     

MEH-PPV/ZnO纳米晶无机有机复合电致发光器件的研究

以Ⅱ一Ⅵ族无机半导体ZnO纳米颗粒为电子传输层,MEH-PPV为空穴传输层兼发光层,得到的电致发光器件比单层MEH-PPV器件的发光亮度和效率都明显提高。器件结构为ITO／MEH-PPV／ZnO／Al的电致发光光谱同单层PPV器件的光谱出现了不同,在620nm处出现了一个小的发光峰,应该是ZnO的发光。另外,双层结构器件的启亮电压由单层器件的9V降到了4V左右。由I-V曲线及发光光谱可判断出发光区域应在MEH-PPV／ZnO界面处,并且复合区域可能随着电压的变化而变化。     

纯石英光纤的高功率紫外激光传输特性

报道了几种国产阶跃型纯石英光在传输ＸｅＣｌ（３０８ｎｍ）准分子激光时的损耗特性及其破坏阈值的实验研究结果，同时也报道了这些光纤的弯曲损耗和弯曲断裂特性，结果表明，这些紫外级石英光纤，最小的透过损耗约为０．３３ｄＢ／ｍ，表面破坏阈值约为１０Ｊ／ｃｍ＾２。     

基于MEH-PPV/ZnSe纳米复合器件的电致发光特性的研究

以巯基乙酸作为稳定剂在水相中制备了ZnSe纳米晶,用X射线粉末衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对其进行了表征。用表面活性剂将ZnSe纳米晶从水相中转移到有机相中,使其与聚合物MEH-PPV复合作为发光层,制备了多层电致发光器件Glass/ITO/MEH-PPV∶ZnSe/BCP/Alq₃。对ZnSe纳米晶和MEH-PPV薄膜的光致发光谱及其吸收光谱的比较表明ZnSe纳米晶和MEH-PPV之间存在着能量传递,这是导致纳米复合薄膜的光致发光光谱和电致发光光谱存在差异的原因之一。文章对其在光激发和载流子注入条件下的不同发光机制进行了讨论。通过对器件的光电特性进行研究,发现ZnSe纳米晶发光的比例随着外加电压的增加而增加,而且器件的I-V特性基本上符合二极管的特性。     

Influence of the Wavelength on the Bandwidth in W-Type Plastic Optical Fibers

Journal of Russian Laser Research - We investigate the bandwidth and steady-state losses of multimode W-type plastic optical fibers solving the time-dependent power flow equation and show how the...