作者:赵永生等 来源:《先进材料》 发布时间:2013-4-18 10:56:32
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大块聚合物纳米复合物材料制备成功

 
随着器件集成化程度的提高,电子芯片的量子尺寸效应和热效应已经成为信息技术发展过程中无法突破的瓶颈。伴随着上世纪中期激光技术的发展,人们开始将目光投向另一个充满期望的科学领域—光子学。光子作为信息载体,可以携带波长、频率、偏振态及相位等信号,有着高带宽、高密度、高速度、并行处理和低耗散等电子无法比拟的优势。对于全光信息技术的发展,高性能二阶非线性光学材料的获得对技术的突破与创新起着至关重要的作用。普遍认为非线性光学材料是迈向未来信息时代的关键材料之一。
 
近年来,非线性光学材料在现代激光技术、光学通讯、数据储存、光信息处理等方面显示出诱人的应用前景。非线性光学是研究相干光与物质相互作用时出现的各种新现象的产生机制、过程规律及应用途径,是在激光出现后迅速发展起来的光学的一个新分支。利用非线性光学材料的倍频、和频、差频和光参量放大等非线性过程可以得到频率与入射光频率不同的激光,达到光频率变换的目的,拓宽了激光光源的波长范围,从而获得新的激光光源。目前,得到广泛应用的非线性光学材料多为无机或半导体晶体材料,如无机晶体铌酸锂和半导体单晶砷化镓等。但是,由于它们造价高、制备过程比较繁琐、很难得到光学质量好的晶体,限制了它们的进一步应用。与传统的材料相比,纳米材料具有超快的响应时间、简单的制备工艺、可调的非线性光学响应、高的化学稳定性等优点,受到人们广泛关注。发展一种具有高的转换效率、容易制备、低造价的纳米材料基非线性光学材料应经成为了一个新的挑战。
 
来自中国科学院化学研究所光化学重点实验室赵永生课题组研究人员利用一个简单可行的方法可控制备了一种新型二阶非线性光学材料:大块聚合物纳米复合物材料。他们选择具有二阶非线性光学性质的稀土磷酸盐纳米材料为目标化合物,选择具有高的光学透明度、易于掺杂以及加工成型的一种丙烯酸酯类聚合物聚三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯作为固体基质,利用简单的自由基聚合的方法制备了大块的高度透明的聚合物纳米复合物材料。这种聚合物纳米复合物材料同时具备聚合物和纳米材料各自的性质,并且在宽泵浦激光波长范围内具有很好的二次谐波响应。稀土磷酸盐纳米粒子的晶型和大小影响着聚合物纳米复合物的二次谐波响应。当掺杂稀土离子铽离子的摩尔浓度为50%时,这种材料具有最大的二次谐波强度。本文的研究结果一方面大大拓展非线性光学材料的选材范围,也为纳米材料作为非线性光学材料的研究提供一种思路;另一方面,由于这种材料宽的激光波长响应范围,有望在未来的光子器件中得到应用,相关研究成果发表在Advanced Materials上。(来源:materialsviewschina)
 
 
 
 
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