聚合物光波導(dǎo)薄膜的制備及改性研究.pdf

1、本論文簡述了平面光波導(dǎo)理論及光波導(dǎo)材料的發(fā)展現(xiàn)狀，針對采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作為波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的芯層材料，聚二甲基硅氧烷(PDMS)作為包層材料的可行性進(jìn)行了分析，并比較了PMMA聚合物材料的多種改性手段和制備工藝。論文工作主要利用無機(jī)納米顆粒二氧化硅SiO2及有機(jī)染料分散紅DR1來改性PMMA，并對其改性工藝以及旋涂法和浸涂法的制膜工藝進(jìn)行了探討，關(guān)注改性PMMA聚合物光波導(dǎo)薄膜的理化性質(zhì)及光學(xué)性質(zhì)。采用納米SiO2顆粒摻雜PMM

2、A，旨在提高PMMA薄膜材料的熱穩(wěn)定性。由散射理論模型計(jì)算分析結(jié)果可知，通過控制納米顆粒的尺寸，便可減少其在紫外光部分的散射，為改性PMMA光波導(dǎo)薄膜的紫外光刻成型提供便利。另一方面，采用DRl生色團(tuán)分子摻雜PMMA，旨在使薄膜樣品極化后生色團(tuán)沿一定方向取向，從而具有宏觀二階非線性效應(yīng)，但保持時(shí)間較短。而利用表面改性的納米SiO2顆粒與PMMA的氫鍵作用，可以抑制生色團(tuán)的重新取向，延長非線性效應(yīng)的弛豫時(shí)間。多種先進(jìn)的測試手段和表征分析的

3、結(jié)果表明：納米級SiO2可以較大地提高PMMA芯層的熱穩(wěn)定性，使無規(guī)PMMA的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度從70℃提高到110℃，使其在較高的溫度下正常工作；同時(shí)納米級SiO2和DR1的摻入未顯著影響PMMA薄膜在紫外到可見波段的透過率。生色團(tuán)分子DRl的加入，可以使PMMA芯層材料具有二階非線性效應(yīng)，納米級表面改性的SiO2，使薄膜材料的電光系數(shù)增大，電光系數(shù)d33由5.02*10-9增加到12.66*10-9，且弛豫時(shí)間延長。 本文所研制