極化聚合物復(fù)合薄膜的光學(xué)與電光性能的研究.pdf

1、本文所研究的聚合物復(fù)合薄膜采用旋涂法制備，使用電暈極化法進(jìn)行極化。研究工作主要包括以下內(nèi)容： 一、搭建了準(zhǔn)波導(dǎo)耦合實(shí)驗(yàn)裝置，采用準(zhǔn)波導(dǎo)耦合法測量了DR13/MMA薄膜的折射率。準(zhǔn)波導(dǎo)耦合法只要求角度測量，方便而且精度高。但也有局限性，即它要求樣品的折射率必須大于襯底的折射率，這對一些折射率低的樣品來說難以達(dá)到。所制備的薄膜膜厚大約為1-2μm，厚度和折射率的誤差分別為3.2x10<'-1>μm和1.5×10<'-3>。對于DR1

2、3/MMA薄膜來說，其折射率隨著摻雜濃度的增加而增大，隨著激光波長的增大而降低。 二、采用透射光譜法對無機(jī)/有機(jī)聚合物復(fù)合材料的光學(xué)特性進(jìn)行了研究。采用溶膠凝膠法制備了具有較純的鈣鈦礦四方相的PLT納米晶(顆粒度大約40～50納米)，將其與聚合物PMMA復(fù)合，制備了PLT/MMA復(fù)合薄膜。利用樣品的透過率譜線計算了薄膜的折射率以及一系列的光學(xué)常數(shù)，包括吸收系數(shù)α、消光系數(shù)κ、損耗因子tanδ、復(fù)介電常數(shù)的實(shí)部ε<,r>和虛部ε”

3、及膜厚d等。該方法實(shí)驗(yàn)過程比較簡單，計算過程通過計算機(jī)來實(shí)現(xiàn)，免去了大量的手工計算，快速且準(zhǔn)確。但此方法對樣品質(zhì)量要求比較高，薄膜必須均勻并且表面平行。 三、根據(jù)Okamura．等人提出的視頻攝像技術(shù)，建立了一套測量光波導(dǎo)傳輸損耗的實(shí)驗(yàn)裝置，包括一架數(shù)碼相機(jī)和相應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)處理軟件以及棱鏡耦合系統(tǒng)。采用該實(shí)驗(yàn)裝置，準(zhǔn)確地表征了聚合物復(fù)合薄膜的光傳輸特性。測量了三種摻雜濃度(10﹪、15﹪和20﹪wt)的DR13/PMMA薄膜的傳

4、輸損耗，其值分別是1.5269、2.7601和3.6291dB/cm；PLT含量為5﹪、10﹪和15﹪wt的PLT/MMA薄膜樣品，其傳輸損耗分別為1.986dB/cm、2.971dB，cm和3.752dB/cm?？梢钥闯鲭S著摻雜濃度的增大，樣品的傳輸損耗也逐漸變大，由于DR13和PLT納米晶的含量增大使得散射光增多，從而增加了薄膜的光傳輸損耗。這種方法排除了周圍環(huán)境和激光光束的不穩(wěn)定性對測量結(jié)果的影響，標(biāo)尺的使用也保證了傳輸距離的準(zhǔn)確

5、測量。它的測量范圍比較大，適合從0.5dB/vm到100dB/cm范圍的測量。 四、推導(dǎo)了利用簡單反射法測量線性電光系數(shù)γ<,33>的更精確的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并用該方法研究了薄膜的電光特性。利用簡單反射法測量三種不同摻雜濃度(10﹪、15﹪和20﹪wf)的DR13/PMMA復(fù)合薄膜的電光系數(shù)，具體在計算調(diào)制電場引起的s光和p光光程差和位相差的改變時，較為合理地處理了α<,s>與α<,s>兩折射角的關(guān)系。簡單反射法測量樣品的線性電光系