聚合物光栅论文_班文君,朱冰

导读:本文包含了聚合物光栅论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:光栅,聚合物,激光器,液晶,波导,效率,反馈。

聚合物光栅论文文献综述

班文君,朱冰^[1]（2019）在《氮化镓/掺偶氮苯聚合物光栅耦合器特性研究》一文中研究指出提出一种氮化镓与掺偶氮苯聚合物复合材料集成光波导光栅耦合器,并通过仿真计算分析了这种器件的特性。用氮化镓铝衬底上对称的双氮化镓脊形光波导构成集成光波导定向耦合器,涂覆掺偶氮苯聚甲基丙烯酸甲酯聚合物作为包层.利用掺偶氮苯聚合物的光敏特性,在两脊形波导间区域通过周期性光照制作布拉格光栅。利用耦合模理论分析了这种光栅耦合器中各模式间的耦合关系,确定了各模式的耦合模方程,仿真计算了这种光栅耦合器各端口的输出特性,包括各模式的幅度随着传输距离的变化,以及各端口输出的幅度变化关系。在此基础上进一步分析了多周期耦合光栅耦合器的频谱特性,为集成光路中实现复杂频谱信号的操作提供了一种新的实现方案。(本文来源于《量子电子学报》期刊2019年04期）

刘丽娟,孔晓波,刘彦庆,宣丽^[2]（2019）在《大范围可调谐液晶/聚合物光栅有机半导体激光器》一文中研究指出基于液晶/聚合物光栅,以MDMO-PPV为增益介质,在抽运增益介质层不同位置处对出射激光波长进行粗略调谐,通过施加外部电压对出射激光波长进行精密调谐,最终得到调谐范围为18 nm、可连续精密调谐的液晶/聚合物光栅有机半导体激光器。该研究可为改进可调谐分布反馈有机半导体激光器提供一些新思路。(本文来源于《中国激光》期刊2019年04期）

李小平,胡五生,刘明欢,刘永刚,宣丽^[3]（2018）在《液晶分子取向对液晶/聚合物光栅电光特性以及激光出射特性的影响》一文中研究指出报道了液晶分子不同取向对液晶/聚合物光栅电光特性以及激光出射的影响。通过扫描电子显微镜观察液晶/聚合物光栅的截面,成功观察到了光栅的体光栅结构。液晶分子垂直光栅矢量排列时,由于光栅形貌变差,衍射效率由液晶分子沿光栅矢量排列时的83.2%降低至72%,同时散射损耗由11.8%增加至19.1%。液晶分子垂直光栅矢量时,液晶/聚合物光栅的调谐电场由液晶分子沿光栅矢量时的13.6V/μm下降至3.1V/μm。液晶沿光栅矢量排列时,激光出射阈值更低,为利于激光出射的方向。本文工作为进一步加深对液晶/聚合物光栅以及染料掺杂分布式反馈选频的理解和认识,提供了指导和借鉴。(本文来源于《液晶与显示》期刊2018年10期）

刘明欢^[4]（2018）在《高转化效率液晶/聚合物光栅激光器的制备研究》一文中研究指出有机激光器由于具有激射光谱丰富以及其宽波段波长调谐特性,可以很好的填补无机半导体激光器无法覆盖的应用领域,是非常有前景的新型激光器。有机发光材料通过化学方法合成,利用普通的溶液旋涂等方法就可以制备高质量的光学薄膜,制成的有机激光器结构紧凑、易集成、成本低廉,有望形成规模性生产,在集成光学系统的光谱探测、传感、光通信等方面有着光明的应用前景。分布反馈式结构由于其优良的光谱选择以及低阈值运转特性而被广泛应用于有机激光器选频。液晶/聚合物光栅作为双光束或者多光束全息曝光制备的液晶/聚合物交替排列的周期性结构,由于具备制备简单、成本低廉、易于设计等特点是制备分布反馈式结构的合理选择。但由于文献中报道的液晶/聚合物光栅通常光栅轮廓粗糙,且有很多孔隙,作为分布反馈结构选频时会带来较大的光散射损耗,增加激光出射的阈值,降低激光器的转化效率。文献中报道的有机激光器的转化效率在0.5-6%,并且光谱覆盖范围有限,限制其应用。针对以上问题,开展了如下工作:在预混物中,通过使用5官能度多支链结构的单体DPHPA,由于DPHA在光化学反应时可以产生丰富的单体自由基,形成更加致密、稳定的聚合物层,更加有利于液晶分子的相分离,液晶/聚合物光栅形貌更加优良。因此,制备出了衍射效率高达91.2%,损耗低至1.51%的非常适用于作为分布反馈谐振腔的液晶/聚合物光栅。选取非芳香族极性溶剂四氢呋喃以及叁氯甲烷,芳香族弱极性溶剂氯苯、对二甲苯以及甲苯溶解MEH-PPV。探讨不同溶解环境下,MEH-PPV分子旋涂成膜后,分子排列取向以及薄膜发光情况。波导ASE实验结果表明,非芳香族极性溶剂溶解MEH-PPV时,薄膜具有更高的净增益,将有助于器件阈值降低以及转化效率的提升。四氢呋喃溶解MEH-PPV时,激光出射阈值6.7μJ/cm~2,转化效率高达9.5%,而对二甲苯溶解时,激光出射阈值25.0μJ/cm~2,转化效率为4.9%。激光泵浦实验结果表明非芳香族极性溶剂溶解MEH-PPV时,MEH-PPV分子侧链倾向于和苯环非共面排列,有效抑制聚合物链电子云间相互作用,降低了各种双分子过程导致的荧光猝灭过程,相比较于芳香族弱极性溶剂溶解MEH-PPV,MEH-PPV分子侧链倾向于和苯环共面排列情况,激光出射阈值降低,提升了器件的转化效率。制备激光染料DCM掺杂的液晶聚合物光栅,控制MEH-PPV厚度为150nm,使其不发光,引入准波导结构。波导ASE实验表明,相同泵浦条件下,准波导结构的净增益大于波导结构的净增益,亦即光信号在准波导结构传播时,将更加有效被放大,有利于降低激光出射阈值,提升转化。在准波导结构中,通过改变光栅周期,实现了573.2至722.3nm共149.1nm激光出射。在高衍射级次中,利用准波导结构中实现了双波长激光出射,双波长激光出射范围超过40nm。最后,将MEH-PPV薄膜控制在80nm,成功制备了叁波长激光器,将温度从室温加热至清亮点以上,其温度调谐范围高达8nm。本论文的研究工作,为实现新型有机可调谐分布反馈激光器的制备奠定了基础,进一步了推动了其商业化进程。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)》期刊2018-06-01）

孔晓波,刘丽娟,刘永刚,宣丽^[5]（2018）在《基于液晶/聚合物光栅的可调谐双波长有机激光器》一文中研究指出本文报道了基于液晶/聚合物光栅的可调谐双波长有机激光器的制备,并研究了激光器出射激光的电调谐以及周期调谐性能。利用激光染料4-二氰亚甲基-2-甲基-6-对-二甲基氨基苯乙烯-4H-吡喃(DCM)和有机半导体材料聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-苯乙炔](MEH-PPV)同时作为增益介质,液晶/聚合物光栅作为谐振腔得到可调谐双波长有机激光器,对激光器施加电压或者改变液晶/聚合物光栅的周期可调谐激光器的出射波长。双波长有机激光器从DCM和MEH-PPV中出射的激光波长分别为608.3nm和632.1nm,在外加电场的作用下,出射激光波长分别蓝移了9.6nm和1.7nm。随着光栅周期从394nm增加到406nm,出射激光波长分别红移了18.4nm和19.2nm。本工作为可调谐有机双波长激光器的研究提供了有益的指导和借鉴意义。(本文来源于《液晶与显示》期刊2018年01期）

刘丽娟,孔晓波,刘永刚,宣丽^[6]（2017）在《基于液晶/聚合物光栅的高转化效率有机半导体激光器》一文中研究指出采用有机半导体发光材料聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-苯乙炔]作为增益介质,低官能度光敏单体制备的液晶/聚合物光栅作为外部反馈谐振腔,制备出参数可独立控制的分离式结构的有机半导体激光器.液晶/聚合物光栅中液晶分子的取向影响光栅折射率调制量,从而影响光栅的反馈能力,最终影响激光器出射激光的性能.通过研究发现决定液晶分子取向的主要有两种与光栅周期有关的作用力,利用这一原理制备不同周期的光栅,光栅周期小于450 nm时,相分离出的液晶分子取向由光栅矢量方向变为光栅沟槽方向,此时光栅的折射率调制量增加,光反馈能力增强.采用周期为395 nm的液晶/聚合物光栅制备二级布拉格散射的有机半导体激光器,相较于大周期光栅(593 nm)制备的激光器,激光阈值由0.70μJ/pulse降低至0.18μJ/pulse,转化效率由2.5%提高到6.4%,且出射激光垂直于基板表面发射,有利于后续的处理及应用.(本文来源于《物理学报》期刊2017年24期）

况国文^[7]（2016）在《聚合物光栅的制作及衍射性质分析》一文中研究指出光栅是光学研究中一种常见的光学元件,在光学测量、光信息处理、光学传感、光通信、光互连等领域中已被广泛使用。由于受到环境的温度、湿度及电磁等外界因素的影响,在工作过程中光栅结构容易发生变化,性能会有不稳定甚至降低的表现。为了使光栅元件或包含有光栅元件的器件对环境有更强的适应性,扩展其应用范围,提高其工作性能,且聚合物材料具有热、电光耦合系数高,介电常数低,质量轻,制作工艺简单等诸多方面的优点,聚合物光栅已经成为研究热点。本课题基于数字掩模光刻系统,使用聚合物光学材料,分别制作出了聚合物SU-8平面二元相位光栅和聚合物PDMS柔性矩形光栅。这两种光栅在衍射过程中将会表现出不同的衍射性质,本文分别从理论和实验两方面对这两种聚合物光栅的衍射性质进行了分析,得到不同结构的聚合物光栅的在不同条件下所表现出的衍射性质。本文首先介绍了衍射光栅的结构和性质,对衍射光栅的应用进行了概述,描述了亚波长光栅在工作过程的共振异常现象,并讨论了衍射光栅制作技术的国内外研究进展。接着,将光敏聚合物折射率随着曝光剂量改变的特点与数字掩模光学系统能灵活调节曝光剂量的优点结合,本文提出了折射率调制的聚合物平面二元相位光栅结构,并基于标量衍射理论和角谱理论,从理论上研究了聚合物平面二元相位光栅在的衍射效率。并使用严格耦合波理论分析了单层及双层亚波长聚合物光栅的导模共振特性。最后,基于数字光刻技术分别制作出了聚合物SU-8平面二元相位光栅以及光刻胶矩形光栅。以及基于软膜复制技术在光刻胶矩形光栅上复制出了PDMS可调谐矩形光栅。通过搭建衍射光路装置,对已制作出的聚合物光栅进行衍射实验,利用装置从实验上探究几种不同周期及不同结构的聚合物光栅的衍射效果。(本文来源于《南昌航空大学》期刊2016-06-01）

王健^[8]（2016）在《基于侧链含四氟偶氮苯聚合物光栅特性的研究》一文中研究指出近年来,由于偶氮苯聚合物具有感光灵敏度高、抗疲劳性好、空间分辨率高等显着的特点,引起了研究者的广泛重视。本文针对侧链含四氟偶氮苯聚合物的感光特性以及光栅特性展开以下几方面的研究工作:首先对偶氮苯聚合物材料进行了介绍和归纳,并对其光致顺反异构、光致双折射、光致质量迁移和非线性光学等光响应特性进行了简单的叙述,介绍了在国内外关于偶氮苯聚合物在光信息处理方面的研究和应用。研究了侧链含四氟偶氮苯聚合物的成膜特性,通过实验测试了侧链含四氟偶氮苯聚合物的顺反异构特性。详细介绍了光致表面浮雕光栅的形成机理,以及研究激光强度、偏振组合、周期以及不同波长激光对表面浮雕光栅调制深度的影响,并以此为依据制作二维表面浮雕光栅。重点研究了侧链含四氟偶氮苯的光致双折射特性,对光致双折射的形成机理和测试原理进行了介绍,通过改变泵浦光强以及泵浦次数来测试其对样品薄膜的光致双折射的影响。根据双折射的弛豫现象以及反复擦写性质,设计了利用侧链含四氟偶氮苯聚合物全光开关的实验,并观测到其良好的效果。在侧链含氟偶氮苯聚合物光致双折射特性的基础上,对其进行双折射光栅的制作和分析。通过琼斯矩阵对S-P(偏振方向分别与入射面垂直和平行的偏振光)、S-S(偏振方向与入射面垂直的线偏振光)、P-P(偏振方向与入射面平行的线偏振光)和RCP-LCP(右旋与左旋圆偏振光)四种偏振光组合的衍射光场进行了理论分析,得出利用四种偏振光组合进行全息曝光所得双折射光栅的透射矩阵。选用四种偏振光组合进行记录全息光栅,分析双折射光栅的产生过程。同时根据测量双折射光栅的衍射光偏振态与理论相对比,分析其偏振转换的过程并进行解释,并选用叁种不同波长的探测光对双折射光栅进行探测,验证其对衍射光偏振态的改变与波长无关。通过实验和理论计算各种偏振组合与不同周期形成双折射光栅的相位延迟量,得出随着周期的增大,相位延迟量逐渐达到饱和。(本文来源于《苏州大学》期刊2016-05-01）

刘丽娟^[9]（2016）在《液晶/聚合物光栅激光器性能的研究》一文中研究指出液晶/聚合物光栅是由聚合物层和液晶层构成的一种具有折射率周期性分布的结构,将染料掺杂到预聚物体系中制备光栅即可获得液晶/聚合光栅染料激光器。该类激光器出射激光线宽窄、阈值低,且波长可调谐,因而有巨大的潜力应用在集成光学、光谱分析等领域。但是,在已查到的报道中,该类激光器的最低阈值为5?J/pulse,转化效率不足0.5%,远达不到工程应用的水平。针对这个问题,本论文开展了提高液晶/聚合物光栅激光器性能的研究工作。首先深入研究了液晶/聚合物染料激光器的性能。在低强度(每束光强为3.7mW/cm2)曝光时制备液晶/聚合物光栅,该光栅中相分离出的液晶以均匀层状而不是液晶微滴状出现,光栅散射损失小于6%,可作为激光器优良的谐振腔。通过测量不同染料的放大的自发辐射谱(ASE)强度,可以简单有效的判别染料能量转化效率的高低,为激光器寻求具有高能量转化效率特性的增益介质。但是,单一染料的重吸收往往很严重,这严重影响了染料的发光效率。利用主体发色团和客体发色团之间的荧光共振Forster能量转移原理,可以使增益介质整体的发射谱红移,从而减少重吸收带来的损失。基于此理论,首次将两种染料混合掺杂到液晶/聚合物光栅中,通过优化两种染料的掺杂比例,将激光器性能达到最优。激光器的转化效率从0.3%提高到0.7%,阈值从3.21?J/pulse降低到1.35?J/pulse。对激光器施加电场,可以得到出射波长11.3 nm的连续调谐。然而,染料始终存在浓度淬灭效应,激光染料可使用的浓度通常低于1wt%,因此对泵浦光的利用率低于20%,激光器的转化效率无法大幅度提高。将具有高吸收效率的有机半导体材料MEH-PPV引入到液晶/聚合物光栅激光器中,对泵浦光的利用率提高到70%。由于MEH-PPV与光栅体系不互溶,将激光器的结构设计为外反馈DFB腔,即液晶/聚合物光栅位于MEH-PPV层之上,该激光器MEH-PPV层的最佳厚度为80 nm,出射激光为单模且TE偏振,出射方向与布拉格级次有关。叁级模式激光转化效率达到2.3%,阈值降低为0.71?J/pulse。为了增强激光在光栅界面的反馈作用,开展了提高光栅的折射率差值?n的研究。通过改变单体材料,降低了相分离过程中光敏单体由暗区向亮区游离时形成丝状聚合物的几率及其对液晶的锚定作用,同时在玻璃基板上添加定向摩擦取向膜,改变了相分离光栅中液晶层的分子自取向,增大了?n,将激光器转化效率提高到4.6%,阈值降低为0.25?J/pulse。进一步地,探究了光栅周期对液晶分子取向的影响,发现光栅周期约为450 nm时,液晶分子取向由垂直光栅沟槽改变为平行光栅沟槽,光栅?n增大。制备基于周期390 nm光栅的二级激光器,采用s偏振光泵浦,激光器的转化效率达到7.1%,阈值降低至0.14?J/pulse,且激光垂直于基板表面发射。本论文研究了液晶/聚合物光栅染料激光器以及基于MEH-PPV液晶/聚合物光栅激光器的制备及特性,并通过提高光栅?n对液晶/激光器性能进行提升,为该类DFB可调谐激光器的实用化奠定了坚实的基础。(本文来源于《中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)》期刊2016-03-01）

刁志辉^[10]（2015）在《提高液晶/聚合物光栅激光器转化效率的研究》一文中研究指出液晶/聚合物光栅是由液晶层和聚合物层交替排列组成的周期结构。该光栅制备简易、成型快速,可作为分布反馈式激光器的谐振腔。通过向其中加入激光染料,即可获得窄线宽、低阈值的激光输出。由于液晶材料的引入,激光的出射强度或波长可主动调谐,因此液晶/聚合物光栅激光器在光谱分析、集成光学等领域有着十分重要的应用价值。然而,在已查到的国际报道中,该类激光器的能量转化效率很低,不足0.5%,严重阻碍其实用化进程。为了解决这一问题,本论文开展了提高液晶/聚合物光栅激光器转化效率的研究。首先探索了转化效率低的内在原因,是由于光栅的折射率调制量Δn很低,激光在光栅中振荡时无法获得足够的反馈作用。针对这一问题,定量化研究了光栅的内部结构特点,并以此为基础,确定了Δn对转化效率的影响:Δn的增加有助于提高激光器的转化效率。基于这一结论,采用高折射率单体制备光栅,通过提高聚合物层折射率来获取更大的Δn,相比于原有体系,激光器的转化效率由0.3%提高到1.2%,出射阈值由3.5μJ降低为0.8μJ。进一步地,提出减小光栅周期的办法,利用小周期光栅的几何效应改变液晶取向,使光通过液晶层时的折射率增大,从而达到提高光栅Δn的目的,激光器的转化效率提高到2.4%,出射阈值降低为0.5μJ。针对激光器中存在的多模激光现象进行了研究,该现象会严重降低某一特定波长的转化效率。研究发现,光栅与其两侧的玻璃基板会形成平板波导结构,在波导结构和光栅的双重作用下产生了多模激光。想要抑制多模激光的形成,需要减小衬底层与光栅层的折射率差值。为此,实验中利用聚合物混合方法设计出一种折射率可调的衬底层代替玻璃基板,进行激光器的制备,获得了稳定的单模激光输出,使激光器的出射能量可集中在单一波长之上。进一步测定激光波长与转化效率间的关系,选取最高发光效率的出射波长,使激光器的转化效率提高到2.8%。然而,受限于浓度猝灭效应,激光染料的可使用浓度低于1 wt%,对泵浦光的利用率仅为15%,使激光器的转化效率停滞在2.8%。为了提高泵浦光的利用率,改用对泵浦光有高吸收特性的MEH-PPV作为增益介质。鉴于MEH-PPV无法和光栅体系互溶,提出MEH-PPV增益层位于光栅之下的激光器结构,并从理论和实验角度证实了该结构能够有效地形成激光。结果表明,出射激光具有单一模式,由于MEH-PPV对泵浦光的利用率高达67%,激光器的转化效率提高到7.1%,出射阈值降低为0.09μJ。进一步地,尝试将MEH-PPV和激光染料结合在同一激光器结构中,制备出了波长可独立控制的双波长激光器。在两种增益介质的共同作用下,泵浦光的利用率提升到85%,激光器的转化效率提高到9.0%。本论文从提高光栅Δn、单模光栅激光器的制备以及提高泵浦光利用率叁个方面对液晶/聚合物光栅激光器的转化效率进行了提升,所得转化效率为已知文献报道中的最好水平。本文中给出的研究结论为该类激光器的实用化进程奠定了坚实的基础。(本文来源于《中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)》期刊2015-05-01）

聚合物光栅论文开题报告

（1）论文研究背景及目的

此处内容要求：

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例：

基于液晶/聚合物光栅,以MDMO-PPV为增益介质,在抽运增益介质层不同位置处对出射激光波长进行粗略调谐,通过施加外部电压对出射激光波长进行精密调谐,最终得到调谐范围为18 nm、可连续精密调谐的液晶/聚合物光栅有机半导体激光器。该研究可为改进可调谐分布反馈有机半导体激光器提供一些新思路。

（2）本文研究方法

调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

聚合物光栅论文参考文献

[1].班文君,朱冰.氮化镓/掺偶氮苯聚合物光栅耦合器特性研究[J].量子电子学报.2019

[2].刘丽娟,孔晓波,刘彦庆,宣丽.大范围可调谐液晶/聚合物光栅有机半导体激光器[J].中国激光.2019

[3].李小平,胡五生,刘明欢,刘永刚,宣丽.液晶分子取向对液晶/聚合物光栅电光特性以及激光出射特性的影响[J].液晶与显示.2018

[4].刘明欢.高转化效率液晶/聚合物光栅激光器的制备研究[D].中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所).2018

[5].孔晓波,刘丽娟,刘永刚,宣丽.基于液晶/聚合物光栅的可调谐双波长有机激光器[J].液晶与显示.2018

[6].刘丽娟,孔晓波,刘永刚,宣丽.基于液晶/聚合物光栅的高转化效率有机半导体激光器[J].物理学报.2017

[7].况国文.聚合物光栅的制作及衍射性质分析[D].南昌航空大学.2016

[8].王健.基于侧链含四氟偶氮苯聚合物光栅特性的研究[D].苏州大学.2016

[9].刘丽娟.液晶/聚合物光栅激光器性能的研究[D].中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所).2016

[10].刁志辉.提高液晶/聚合物光栅激光器转化效率的研究[D].中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所).2015

论文知识图

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