電光聚合物的極化及相關(guān)技術(shù)研究.pdf

1、電光聚合物材料具有非線性系數(shù)高、介電常數(shù)低、易加工處理、與現(xiàn)有的集成工藝相兼容等特點(diǎn)，因而在集成光學(xué)特別是光通信器件領(lǐng)域有著非常好的應(yīng)用前景。電光聚合物材料可以用于制作光通信器件，如高速光開關(guān)、可調(diào)諧濾波器以及寬帶光調(diào)制器等。本文主要對(duì)電光聚合物的電暈極化技術(shù)、電光系數(shù)的測量以及電光聚合物的非線性穩(wěn)定性等進(jìn)行詳細(xì)的理論和實(shí)驗(yàn)研究。 本文首先介紹了聚合物特別是電光聚合物在光纖通信領(lǐng)域的應(yīng)用，回顧、總結(jié)了電光聚合物的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)

2、狀。介紹了與電光效應(yīng)相關(guān)的理論知識(shí)及研究成果，包括非線性光學(xué)極化率理論、電光效應(yīng)及電光系數(shù)，電光系數(shù)和二階非線性光學(xué)系數(shù)之間的關(guān)系、宏觀和微觀物理量之間的關(guān)系，電光效應(yīng)的弛豫等。 電光聚合物材料通常是通過將生色團(tuán)分子以一定的方式加入到非定性聚合物中而制備的。為了獲得電光效應(yīng)，材料必須通過一定的方式進(jìn)行極化，使生色團(tuán)取向一致并將其固定下來。目前，人們使用的極化技術(shù)有多種。電暈極化技術(shù)由于其簡單性而得到了廣泛的應(yīng)用，本文對(duì)具有柵極偏

3、壓的電暈極化系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的研究。研究了起暈電壓與柵極偏壓之間的關(guān)系，結(jié)果顯示起暈電壓與柵極偏壓關(guān)系曲線中存在一個(gè)極小值。實(shí)驗(yàn)研究了柵極電壓、柵極位置以及柵網(wǎng)大小對(duì)極化系統(tǒng)性能的影響并進(jìn)行了分析。理論分析了該系統(tǒng)的電場分布。最后以一種側(cè)鏈型電光聚合物PHSD作為研究對(duì)象，進(jìn)行了電暈極化過程的實(shí)驗(yàn)研究。 我們提出了一種基于Mach-Zehnder光纖干涉儀的極化聚合物電光系數(shù)測量系統(tǒng)。對(duì)系統(tǒng)的原理和性能進(jìn)行了分析，分析了干涉臂長差

4、、插入損耗對(duì)系統(tǒng)性能的影響。提出了改善系統(tǒng)性能的方法，通過精確控制臂長差，合理選擇耦合器的耦合系數(shù)可以提高系統(tǒng)性能，同時(shí)雙透明電極結(jié)構(gòu)的采用也有助于性能的改善。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示系統(tǒng)是可行的，具有較高的靈敏度。 我們對(duì)一類交聯(lián)型電光聚合物進(jìn)行了詳細(xì)的研究。電光聚合物樣品通過旋涂方法制各，并采用本文提出的帶柵極電暈極化系統(tǒng)進(jìn)行極化。對(duì)材料的DSC和TGA曲線進(jìn)行了測量以確定極化方案。紅外譜顯示極化樣品中已經(jīng)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。對(duì)極化樣品的電光