手性负折射率材料的最新进展

阐述了手性负折射率现象的产生机制;总结了近几年国内外手性负折射率材料在仿真模拟和实验制备方面的研究进展;分析了手性负折射率材料的旋光性、手性参数、损耗等;介绍了手性负折射率材料在各个领域的应用。分析认为,探索手性负折射率材料的新机制、新方法和新材料,从而在可见光波段实现负折射率是未来手性负折射率材料的重要发展方向之一。     

定向回归反射玻璃微珠折射率研究

从理论上分析了玻璃微珠定向回归反射原理,利用近轴光线球面折射理论分析了玻璃微珠实现回归反射的折射率,并结合实际使用情况,在最大可能增加回归反射的基础上,讨论了入射光线到主光轴的距离与回归光线和入射光线夹角之间的关系,从而确定出了实现最大反射时玻璃微珠的折射率范围为1.80~1.95,研究结果对回归反射标志牌的开发具有重要的理论意义。     

Electrical and optical properties of Si-doped indium tin oxides as transparent electrode and anti-reflection coating for solar cells

We have studied the electrical and optical properties of Si-doped indium tin oxides (ITSOs) as transparent electrodes and anti-reflection coatings for Si-based solar cells. The ITSO thin films were obtained by co-sputtering of ITO and SiO₂ targets under target power control. The resistivity of the ITSO thin films deposited at 0.625 in terms of power ratio (ITO/SiO₂) were 391 Ωcm. In this condition, the ITSO thin films showed very high resistivity compared to sputted pure ITO thin films (1.08 × 10⁻³ Ωcm). However, refractive index of ITSO thin films deposited at the same condition at 500 nm is somewhat lowered to 1.97 compared to ITO thin films (2.06). The fabricated graded refractive index AR coatings using ITO, ITSO, and SiO₂ thin films kept over 80% of transmittance regardless of their thickness varing from 97 nm to 1196 nm because of their low extinction coefficient. As the AR coating with graded refractive indices using ITO, ITSO, and SiO₂ layers was applied to general silicon-based solar cell, the current level increased nearly twice more than that of bare silicon solar cell without AR coating.     

High-refractive index acrylate polymers for applications in nanoimprint lithography

The development of polymeric optical materials with a higher refractive index,transparency in the visible spectrum region and easier processability is increasingly desirable for advanced optical applications such as microlenses,image sensors,and organic light-emitting diodes.Most acrylates have a low refractive index(around 1.50)which does not meet the high perfo rmance requirements of advanced optical materials.In this research,three novel acrylates were synthesized via a facile one-step approach and used to fabricate optical transparent polymers.All of the polymers reveal good optical properties including high transparency(≥90%)in the visible spectrum region and high refractive index values(1.6363)at 550 nm.Moreover,nanostructures of these acrylate polymers with various feature sizes including nanogratings and photonic crystals were successfully fabricated using nanoimprint lithography.These results indicate that these acrylates can be used in a wide range of optical and optoelectronic devices where nanopatterned films with high refractive index and transparency are required.     

梯度折射率非局域介质中空间孤子振荡行为研究

应用等效粒子近似方法研究了光学空间孤子在带有局域和非局域非线性横向非均匀介质中的传输动力学行为.发现孤子在传播过程中横向的周期性振荡.折射率调制幅度和波导的归一化宽度决定了振荡周期的大小.介质的非局域对振荡振幅有着较小的影响.模拟了孤子传输过程,所得数值结果与理论分析符合很好.此外,模拟传输还发现多孤子束缚态能够在这个模型中稳定传播.这种振荡特性或许可以应用于光学路由器、转换器、开关等.     

介质层厚对含负折射率介质Bragg微腔的影响

研究了介质层厚对含负折射率介质一维光子晶体Bragg微腔的缺陷模和双稳态的影响.在中心频率附近将传输矩阵各矩阵元采用泰勒级数展开并取一级近似,得到了缺陷模频率与介质层厚的关系式及品质因子公式.研究结果表明：一级近似法能很好地解释中心频率附近介质层厚对缺陷模频率的影响.理想Bragg微腔结构的缺陷模品质因子最大;递增正折射率介质层厚和增大缺陷层介质层厚、递减负折射率介质层厚及同时等量递减正和负折射率介质层厚,均可使缺陷模红移,双稳态阈值降低.     

光子晶体光纤非线性系数与其结构参量及光波长的关系

推导计算了全内反射型光子晶体光纤的非线性系数与其两个几何结构参量:包层空气孔半径和空气孔间距之间的关系,给出了输入光波长为1550 nm处,非线性系数与这两个结构参量之间的关系曲线并对其进行了分析.给出了全内反射型光子晶体光纤的非线性系数随输入光波长变化的曲线,分析了短波处高非线性系数产生的原因并指出这一特性的应用潜力.     

一种新型温度自补偿高灵敏度折射率计

基于高频CO2激光脉冲写入的新型超长周期光纤光栅(ULPFG),提出了一种可实现温度自补偿的新型高灵敏度折射率计。理论与实验表明,新型超长周期光纤光栅不同闪耀阶次谐振峰对外界折射率与温度变化的灵敏度各自不同,特别的是,该光栅存在对外界折变不敏感的谐振峰,测量中除了可以利用该峰实现温度同时测量外,还可以补偿另一个测量折变的谐振峰因温度变化带来的测量误差。该折射率计具有制作简单、成本低、强度好,灵敏度高等优点,当外界折射率在1.43~1.45范围内变化时,其折射率测量灵敏度可达每单位折射率240 nm,在实际工业应用中具有较大的潜在实用价值。     

含硫高折射率光学树脂合成及性能研究进展

作为无机玻璃的替代品,有机光学树脂具有轻质、抗冲击性好、易加工和可调性强等优点。折射率是光学树脂的主要参数之一,折射率的高低可直接影响成品镜片的厚度、美观性和舒适度。在不降低光学树脂综合性能的基础上提升光学树脂折射率一直是该领域的热点和难点,在光学树脂中引入高摩尔折射率的硫元素被认为是最有效和常用的方法之一。本文将含硫光学树脂分为烯烃类、环氧类、环硫类、多环类和聚氨酯类,简要综述了国内外近几年的研究进展,涉及单体合成、单体聚合以及单体结构对光学树脂综合性能影响,系统总结了以上材料的特性及发展。     

PMADQUAT/PSt-PAA聚离子复合物聚集体增强卟啉和富勒烯类衍生物单重态氧产率

采用原子转移自由基聚合(ATRP)法合成了嵌段共聚物聚苯乙烯-聚丙烯酸叔丁酯(PSt-PtBuA), 在酸性条件下水解得到聚苯乙烯-聚丙烯酸(PSt-PAA), 利用核磁共振氢谱(¹HNMR)、凝胶渗透色谱(GPC)等对产物进行了表征. PSt-PAA在Tris-HCl缓冲溶液中(pH=7.0)形成临界聚集浓度(CAC)为0.015 g/L的聚集体. PSt-PAA与聚2-甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(PMADQUAT)可通过静电相互作用形成聚离子复合物(polyion complex, PIC), 当 m_(PMADQUAT)/m_(PSt-PAA)=3时, 形成的聚离子复合物的CAC为0.005 g/L. 动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)结果表明, 形成聚离子复合物后, 聚集体粒径变小. 聚合物形成聚集体可包载二乙二醇单甲醚修饰的C₇₀(MDG-C₇₀)、原卟啉(PPIX)、四苯基锌卟啉(ZnTPP)和四苯基卟啉(TPP)等光敏剂, 并增强光敏剂在缓冲溶液中的溶解度. 光照条件下, MDG-C₇₀、PPIX、ZnTPP和TPP在聚离子复合物聚集体m_(PMADQUAT)/m_(PSt-PAA)=3的溶液中的单重态氧量子产率分别是在PSt-PAA聚集体溶液中的1.64、2.63、2.60和2.20倍. 而在缓冲溶液中,由于光敏剂的聚集作用,未能检测到单重态氧的产生。研究结果表明,聚离子复合物聚集体能够包载光敏剂,是提高单重态氧产率的一个有效途径.