新型手性偶氮聚氨酯材料的合成及熱光開關(guān)的研究.pdf

1、在光通信和全光網(wǎng)絡(luò)高速發(fā)展的未來世界,光——具有傳輸速度快,信息容量高,抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn),已成為了未來信息世界的重要載體。光波導(dǎo)器件,作為光通信系統(tǒng)中重要的組成部分,伴隨著光電子技術(shù)的發(fā)展,也得到了廣泛深入的研究。近年來,隨著對聚合物發(fā)光器件、電光調(diào)制器和熱光開關(guān)等一系列相關(guān)器件的突破性進(jìn)展,使得聚合物光電子器件在光電子領(lǐng)域中的應(yīng)用前景越來越受到人們的關(guān)注。
　　 本文以對硝基苯胺、亞硝酸鈉和S(-)-α-甲基芐胺等為原料,利

2、用重氮一偶合反應(yīng),合成一種新型含手性碳原子偶氮聚氨酯材料,利用紫外可見光譜(UV-Vis)以及傅立葉變換紅外光譜對材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。同時(shí)對其溶解性、熔點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度、硬度等性質(zhì)進(jìn)行測試;并通過X-5顯微熔點(diǎn)測定儀(控溫型)測定其熔點(diǎn)溫度,結(jié)果顯示該材料具有較高的熔點(diǎn)以及良好的熱穩(wěn)定性。
　　 其次,將合成的新型含手性偶氮聚氨酯材料均勻旋涂于石英波片表面制成薄膜波導(dǎo),采用衰減全反射(ATR)技術(shù),測定聚合物薄膜材料在不同波長、溫度

3、、入射光模式下相應(yīng)的折射率,并通過計(jì)算得出材料相對于1550nm(通訊波段)處的折射率以及相應(yīng)的熱光系數(shù)(dn/dT=-11.23×10-4),結(jié)果表明,該材料相對于其他無機(jī)材料具有較大的熱光系數(shù);分別選取532nm、650nm、850nm三種入射光波長,運(yùn)用衰減全反射(ATR)技術(shù)測得該聚合物材料的柯西色散系數(shù)并得到該材料的色散曲線;同時(shí),改變?nèi)肷涔饽Ｊ?測試了TE模式與TM模式下該新型含手性碳原子偶氮聚氨酯有機(jī)聚合物薄膜材料的折射率

4、,結(jié)果顯示當(dāng)入射光模式改變時(shí),材料具有明顯的折射率變化(nTM＞nTE)。由上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,該新型含手性碳原子偶氮聚氨酯材料具有良好的熱光、色散和二向色性,對研制新型數(shù)字熱光開關(guān)具有較高的應(yīng)用價(jià)值。
　　 最后,簡要介紹了馬赫曾德爾型數(shù)字熱光開關(guān)的工作原理,運(yùn)用該新型含手性碳原子偶氮聚氨酯有機(jī)聚合物材料,從光場傳輸與溫度場的分布兩個(gè)方面對馬赫-曾德爾熱光光開關(guān)進(jìn)行了數(shù)值模擬,同時(shí)引入非對稱馬赫-曾德爾型開關(guān)結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了在加