1 中国科学技术大学电子工程与信息科学系, 安徽 合肥 230027
2 中国科学院电磁空间信息重点实验室, 安徽 合肥 230027
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。
波导光学 光栅耦合器 耦合模理论 氮化镓 偶氮苯聚合物 waveguide optics grating coupler coupled mode theory gallium nitride azobenzene polymer
湖北科技学院电子与信息工程学院, 湖北 咸宁 437100
基于角度烧孔模型研究光致异构空间光孤子的形成条件和传输性质。在有背景光条件下, 利用MATLAB仿真研究折射率随光强的变化关系。根据折射率的变化规律,分析形成孤子的条件。结果表明:在有背景光时,折射率改变可正可负,可形成亮孤子和暗孤子。
非线性光学 光致异构 偶氮苯聚合物 角度烧孔 空间光孤子 激光与光电子学进展
2018, 55(5): 050601
1 长春理工大学材料科学与工程学院, 吉林 长春 130022
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033
将偶氮苯聚合物和向列相液晶以一定比例混合后注入液晶盒, 用线性偏振光进行掩膜光照, 引发偶氮苯聚合物发生顺反异构, 诱导液晶产生光双折射现象, 形成偶氮苯聚合物掺杂液晶光栅, 样品通过光学显微镜和He-Ne激光器的检测, 结果表明该光栅具有清晰的光栅结构, 衍射效率高并具有电场可调谐性, 更为重要的是驱动电压大幅降低, 可与集成电路匹配。
液晶 偶氮苯聚合物 光栅 电光特性 liquid crystal azobenzene polymer grating electric-optical property
1 中国科学技术大学精密机械与精密仪器系, 安徽 合肥 230027
2 中国科学技术大学高分子科学与工程系, 安徽 合肥 230026
研究了不同偏振全息模式下基于交联偶氮苯聚合物薄膜的相位光栅的形成机理、衍射效率和偏振特性。利用琼斯矢量表征了正交线偏振(SP)和平行线偏振(SS)干涉模式下的偏振干涉场。基于SP和SS两种模式, 制作了无明显表面起伏的纯折射率光栅和有表面起伏的浮雕光栅。偏光显微镜(POM)观测说明纯折射率光栅具有周期性的折射率分布; 近场光学显微镜(SNOM)探测说明纯折射率光栅和浮雕光栅的表面起伏在5 nm以下和85.23 nm。实验表明, 当探测光为水平偏振时, 纯折射率光栅的衍射效率达到22.2%, 浮雕光栅只能达到1.65%。纯折射率光栅的0、+1级衍射光分别为水平和竖直线偏振光, 偏振度达到0.9969和0.9963; 浮雕光栅的0、+1级衍射光均为水平线偏振光。
光学材料 交联偶氮苯聚合物 偏振全息 琼斯矩阵
1 中国科学技术大学精密机械与精密仪器系, 合肥 230027
2 中国科学技术大学高分子科学与工程系, 合肥 230027
报道了通过宏观测量偶氮聚合物光致异构效应, 及其引起的光学各向异性变化, 讨论了一种影响偶氮聚合物顺反异构效应的有效途径。在偶氮高分子聚合物中, 添加了不同浓度的Ag纳米粒子, 采用了波长为442 nm的He-Cd偏振激光为激发光源, 当Ag纳米粒子掺杂质量浓度为0.12 μg/ml的时候, 激发了薄膜样品中Ag纳米粒子的等离子体共振效应, 增强了粒子周围纳米尺度的电磁场强度, 相当程度上提高了偶氮聚合物光致异构的转换效率; 另外, 研究了不同的取代基同纳米Ag粒子的相互作用对光致异构效应的影响, 探讨了一种能够有效地控制光致异构效应的方法。
材料 偶氮苯聚合物 光致异构化 Ag纳米粒子 等离子体共振
1 上海交通大学物理系光学与光子学研究所，上海 200240
2 中山大学光电材料与技术国家重点实验室，广州 510275
基于偶氮苯聚合物的光致异构和光致取向特性，开展了双偶氮苯功能化聚合物薄膜表面微结构的“刻写”研究．利用两束相干光照射，在样品表面“刻写”出了亚微米量级的光栅结构；利用分步法在样品表面制作出了清晰的“三角格子”等花样微结构，证明了双偶氮苯功能化聚合物对于表面微结构的制作有较强的可操作性．通过对比单偶氮和双偶氮材料的实验结果，证明了双偶氮聚合物具有响应时间快、衍射效率高等特点，并由此讨论了偶氮苯聚合物薄膜表面微结构的形成机理及其偏振选择性．
非线性光学 双偶氮苯聚合物 表面微结构 光致异构 光致取向 Nonlinear optics Di-azobenzene polymer Surface microstructure Photoisomerization Photoinduced alignment
1 中山大学光电材料与技术国家重点实验室, 广东 广州 510275
2 韶关学院物理系,广东 韶关 512005
3 华南理工大学材料科学与工程学院, 广东 广州 510640
为了有效降低偶氮苯聚合物薄膜全光开关信号的本底，提高全光开关信号的调制深度，利用线偏振光合成圆偏振光的原理，设计了一种新的线-圆双偏振态光束抽运光路。实验用532 nm光作为抽运光，632.8 nm的He-Ne激光作为探测光。532 nm的光先分为功率相等但偏振正交、相位差为π/2奇数倍的两束线偏振光，然后再合成一束抽运光。通过调制其中的一束来实现线偏振与圆偏振抽运光之间的转换，从而实现样品光致双折射的产生与擦除。以掺杂分散红1(DR1)的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜(PMMA)为样品进行实验。结果表明，用此光路，样品全光开关信号的调制深度达到92%，远远高于传统的单一线偏振光束抽运光路的实验结果。
非线性光学 全光开关 线-圆双偏振态光束 抽运 偶氮苯聚合物 调制深度
1 中山大学光电技术与材料国家重点实验室, 广东 广州 510275
2 韶关学院物理系,广东 韶关512005
3 华南理工大学高分子材料科学与工程系,广东 广州 510640
报道了偶氮苯掺杂聚合物光致双折射空间分布的实验研究。发现在光照区域外较大的范围内有双折射,证实了生色团分子的取向运动及其引起的周边分子相互运动的存在。对3种偶氮苯染料分散红1(DR1),分散红13(DR13)和分散黄7(DY7)掺杂的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)聚合物进行了定性研究。发现生色团分子的取向运动及其引起的周边分子相互运动与抽运光强度和生色团分子的大小等因素有关。
材料 光致双折射 偶氮苯聚合物 生色团 取向分布
中山大学光电材料与技术国家重点实验室和中山大学物理系, 广东 广州 510275
采用表面反射方法研究块状掺偶氮苯聚合物的光致折射率改变特性及其与光强的依赖关系。实验中,使用514 nm的圆偏振Ar+激光作为抽运光,632.8 nm的He-Ne激光(s偏振)作为探测光。通过改变探测光入射角,测量样品在固定光强(0.570 W/cm2)的前向抽运光激励下表面反射率的改变量,研究样品的折射率改变特性,发现样品的光致折射率改变约为-0.0035;研究了这种效应对抽运光强度的依赖关系,发现光致折射率改变随抽运光强度增大而增大,当抽运光强为0.800 W/cm2时,折射率改变量可达10-2量级。
非线性光学 光致折射率改变 表面反射方法 菲涅耳公式 偶氮苯聚合物
1 中山大学光电材料与技术国家重点实验室, 广州 510275
2 中山大学高分子研究所,广州 510275
为了提高制作偶氮苯微结构的实验技术,在偶氮苯聚合物的光致异构和光致取向特性的基础上,利用两激光束的新实验方案,运用比较简便的分步制作的方法,成功的在偶氮苯功能化聚合物薄膜表面“刻写”出二维的正方格子结构。提出了一个新的光异构取向场理论
薄膜物理学 偶氮苯聚合物 微结构 光异构取向场 计算机模拟
