基于有机荧光波导微晶材料的尺寸效应与谐振模型研究

发布时间：2023-11-18 09:55

　　激光的产生与传输是现代光通信领域的两大重要研究方向,诸多具有波导谐振特性的光学材料中,微纳米尺度的荧光材料因为发光性能优异、结构易于调控、传输功能丰富等优势逐渐在集成光通信领域崭露头角,尤其是有机晶体材料在谐振激光、光路开关、波导传感等器件方面展现出了巨大潜力而备受关注。随着光学器件模块化与集成化的逐步推进,有机晶体材料也越发注重小型化发展。然而,材料尺寸减小对其光学性能造成的影响目前仍不明确,相应的波导评价方案与谐振腔模型亟待研究与探索。一方面,波导材料截面尺寸的减小必然会对横向电磁场模式体积产生限制,接近波导所需的最小尺寸前,材料的波导损失系数可能不再恒定,大尺寸材料中以该系数为核心的评估方案或许无法准确而全面的评价微纳米材料的波导性能。为此,本文第二章的案例研究围绕香豆素衍生物制备的微晶纤维展开,通过测定不同截面尺寸微晶纤维的波导损失系数,我们发现该系数会随截面尺寸减小而产生从0.417到1.299 dBμm-1的显著增加。基于时域有限差分法的仿真模拟结果表明各个横向电磁场模式的损失系数均与实际测量数据的趋势吻合,证明尺寸效应对波导损失系数评价方案产生了不可忽视的影响。另外,波导...

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 光纤波导与荧光波导
        1.1.1 光纤波导简介
        1.1.2 荧光波导现象
    1.2 荧光波导材料的应用
        1.2.1 波长转换元件
        1.2.2 光开关与逻辑门
        1.2.3 波导传感器
    1.3 荧光波导的性能评估
        1.3.1 波导损失系数的定义
        1.3.2 波导损失系数测定方法
        1.3.3 波导损失系数单位转换
    1.4 微纳米尺度的波导材料
        1.4.1 微纳米材料的波导性能
        1.4.2 截止波长与最小尺寸
    1.5 波导材料的谐振效应
        1.5.1 FP型谐振
        1.5.2 WGM型谐振
    1.6 六边形WGM腔的谐振模型
    1.7 课题提出的目的与主要内容
第2章 微晶纤维的波导尺寸效应研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验仪器与方法
        2.2.2 实验材料与试剂
        2.2.3 分子合成与微晶制备
        2.2.4 同步辐射与单晶解析
        2.2.5 仿真模拟参数
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 ICTAB的荧光性质
        2.3.2 微晶纤维的形貌表征
        2.3.3 微晶纤维的晶体堆积方式
        2.3.4 微晶纤维的荧光波导性质
        2.3.5 波导损失系数受截面尺寸的影响
        2.3.6 仿真模拟探究波导模式的尺寸效应
    2.4 本章小结
第3章 侧面凸出型六方盘WGM谐振模型研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验仪器与方法
        3.2.2 实验材料与试剂
        3.2.3 HBT-6B微晶制备
        3.2.4 单晶衍射与结构解析
        3.2.5 晶体生长模拟
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 HBT-6B的荧光性质
        3.3.2 六方盘微晶的形貌表征
        3.3.3 六方盘微晶的晶体堆积方式
        3.3.4 六向荧光波导现象
        3.3.5 六方盘微晶的谐振研究
        3.3.6 侧面凸出的WGM谐振模型
    3.4 本章小结
第4章 总结与展望
    4.1 总结
    4.2 展望
参考文献
攻读学位期间本人公开发表的论文
致谢



本文编号：3865055