雜化聚硅氧烷光波導(dǎo)材料的合成及性能研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，光互聯(lián)解決了電互聯(lián)的瓶頸問題，而光波導(dǎo)器件又是光互聯(lián)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，所以性能優(yōu)異的光波導(dǎo)材料的開發(fā)研究成為至關(guān)重要的問題。近年來，有機-無機雜化材料由于綜合了無機和有機材料各自的優(yōu)點備受學(xué)者的關(guān)注，但是水解法制備的雜化材料仍然存在光學(xué)損耗偏大、熱穩(wěn)定性能差及薄膜開裂嚴重等問題。為了解決這些難題，本文將F、Zr等雜原子引入體系，利用非水解法制備了一系列雜化聚硅氧烷光波導(dǎo)材料。
　　本文首先以十七氟癸基三甲氧基

2、硅烷(FAS-17)，二苯基硅二醇(DPSD)和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)三種單體為原料，應(yīng)用非水解法合成了含氟雜化聚硅氧烷FPSQ，通過1H-NMR、19F-NMR、29Si-NMR及紅外(FT-IR)等測試方法對FPSQ的結(jié)構(gòu)進行了表征，證實了其結(jié)構(gòu);通過棱鏡耦合儀對材料的折射率、光損耗等光學(xué)性能進行了測試，實驗結(jié)果表明:FAS-17單體的引入能夠?qū)⒐鈸p耗降低至0.086dB/cm，效果理想，但同時FAS-1

3、7含量每增加5mol％，折射率降低約0.02，減小了折射率的可調(diào)控范圍;通過DSC、TGA測試研究了材料的耐熱性能，結(jié)果表明材料的初始分解溫度T1％在345℃以上，耐熱性能優(yōu)異。為了迸一步擴大材料的折射率調(diào)控范圍，在FPSQ三種單體體系中分別引入了苯基三甲氧基硅烷(PTMS)和正丙醇鋯(IV)單體，并對三種體系的光學(xué)性能進行了對比。實驗結(jié)果表明:PTMS和IV都增大了材料的折射率，提高了折射率調(diào)控范圍;當苯基單體PTMS含量為5mol％