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非线性光学材料的研究进展

2013-08-06 14:19
夜隼008
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  1.3、有机-无机复合材料

  溶胶-凝胶法制备的多孔无机玻璃、无机凝胶玻璃、有机-无机杂化凝胶玻璃均可用作有机非线性光学活性分子的载体,获得具有非线性光学活性的有机-无机复合材料,具体划分为4类:①有机生色物掺杂无机多孔玻璃,②有机生色物掺杂无机凝胶玻璃。③有机生色物掺杂有机-无机杂化材料;④键连生色基有机-无机杂化材料。有机-无机杂化材料中有机部分和无机部分通过化学键连接,也叫有机改性硅酸盐(ormosils)或有机改性陶瓷(ormocers)。硅烷偶联剂类也可通过溶胶-凝胶工艺低温聚合成聚硅氧烷,通常将此类聚硅氧烷也归纳在有机-无机杂化材料中。

  有机-无机复合材料中,无机部分赋予材料透明性、刚性、耐高温性能;有机部分赋予材料非线性光学性能、弹性,兼有有机、无机材料的性能,并能克服有机、无机材料的缺点。②、③类材料,有机和无机组分在分子级水平混合,常温下发生水解-缩聚反应(溶胶、凝胶化过程),形成透明玻璃态凝胶,可在常温下原位聚合极化,可避免高温聚合极化造成有机生色物的升华和分解。②、③类材料生色物浓度不高,存在相分离问题。④类材料因生色基与无机网络共价键连,生色基浓度可高于50wt% .更有利于材料宏观二阶非线性光学活性的提高,亦可原位高温〔低于生色基的裂解温度)聚合极化,而生色基不发生相分离、分解和升华。极化取向的高温稳定性和经时稳定性比极化有机聚合物好。如Jeng等报道。用键连生色基的硅烷偶联剂(ASD) ,聚酞胺酸作原料,用Sol-Gel法制备r含聚酞亚胺的有机-无机杂化材料,0.635μm膜d 33-28pm/V,与LiNbO3相当,室温放置168h后d33不改变,120℃处理168h后d33下降27%,下降主要发生在最初几小时,加热至275℃仍观察不到玻璃化温度Tg,而纯聚酞亚胺Tg=251℃。 Kallur:等报道,氨基矾偶氮染料二端三个羚基与3-氨基丙基三烷氧基硅烷加成,形成有9个可能交联点的硅烷偶联剂,溶胶凝胶化后形成高度交联的网络,且生色基二端均键连在刚性网络上,生色基含量约35wt%,d3-2iom/V( 1.06μm ) 。100℃热处理500h. d33,下降10%,200℃下处理2min,下降20%,30min下降40%。Chaper报道,DRI通过经基与3-异氰丙基三乙氧基硅烷加成,得到键连生色基的硅烷偶联剂,溶胶凝胶化得到有机-无机杂化薄膜。加热至160℃固化、极化。在1.06μm ,d33 = 55pm/V,在室温下有优异的稳定性。极化取向高温稳定性仍离应用有差距,关键是提高有机生色物的熔点和裂解温度。

  二、前景与展望

  非线性光学材料是未来光电子技术的重要素材, 这几年发展很快, 这门新学科需要融汇光学、化学、物理学、材料学、结晶、计算机等多学科知识, 目前成熟的理论还没有完全建立,研究还处于化合物筛选阶段分子结构与宏观倍频效应的关系以及许多结晶方面的问题有待于解决。但短短几年的成就是可喜的,它预示着不久的将来具有高倍频的非线性光学材料终将投入应用。

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