傳輸紫外激光空芯光纖用膜材料的合成與性能研究.pdf

1、紫外激光在激光醫(yī)療、激光加工等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，但目前由于缺乏較好的傳輸材料而使其應(yīng)用受到很大的限制，因此，研究與開發(fā)高性能傳輸紫外激光的空芯光纖已勢(shì)在必行。本文基于金屬．無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料的優(yōu)越性能，嘗試將Au微粒分散在SiO<,2>無(wú)機(jī)介質(zhì)中形成Au-SiO<,2>納米復(fù)合薄膜材料，用于傳輸紫外激光空芯光纖的反射膜層，并對(duì)其性能進(jìn)行了研究。 實(shí)驗(yàn)以正硅酸乙酯(TEOS)和氯金酸(HAuCl<,4>·4H<,2>O)為主要

2、原料，選取乙醇(EtOH)和蒸餾水作為溶劑，N-N-二甲基甲酰胺(DMF)作為化學(xué)添加劑(DCCA)，鹽酸(HCl)作為催化劑，采用溶膠．凝膠法制得性能穩(wěn)定的Au-SiO<,2>復(fù)合溶膠，然后利用浸漬提拉法成功制備出Au-SiO<,2>納米復(fù)合薄膜。 由于Au-SiO<,2>納米復(fù)合薄膜的制備是基于硅溶膠，故實(shí)驗(yàn)首先確定了一組適合后期鍍膜的基質(zhì)硅溶膠的配比。實(shí)驗(yàn)采用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，最終確定了基質(zhì)硅溶膠的配比(摩爾比)為：n(TEO

3、S):n(EtOH):n(H<,2>O):n(DMF)=1:6:10:1，pH=1.5。采用TEM對(duì)比基質(zhì)硅溶膠和Au-SiO<,2>復(fù)合溶膠，通過(guò)觀察、分析兩者的差異，驗(yàn)證了金在Au-SiO<,2>復(fù)合溶膠中的存在方式和還原方式。TEM對(duì)比分析驗(yàn)證了金是以[AuCl<,4>]<'->的配位體的形式存在于Au-SiO<,2>復(fù)合溶膠中，金的還原將按[AuCl<,4>]<'->AuCl<,3>-AuCl-Au的路徑進(jìn)行。 采用XR

4、D測(cè)試研究方法分析了摻雜濃度為Au/Si=0.2％的不同溫度熱處理以及不同鍍膜次數(shù)下的Au-SiO<,2>納米復(fù)合薄膜，結(jié)果表明，采用600℃/30min熱處理，提拉次數(shù)為3次的Au-SiO<,2>復(fù)合薄膜在20=38.09°附近具有較強(qiáng)的衍射峰，與Au的標(biāo)準(zhǔn)XRD圖譜很吻合，納米金粒子粒徑約為25nm，且均勻不連續(xù)分散于SiO<,2>基體中。采用SEM測(cè)試研究方法分析了摻雜濃度為Au/Si=0.2％，熱處理為600℃/30min的不同