可紫外写入的氟取代含铒聚合物波导放大器材料的设计合成

The Erbium-containing polymer materials with the function of near-infrared light-emitting have attracted considerable attentions because they can serve as signal amplifiers to compensate for the optical signal loss during transmission. But in the study, people focus entirely on the signal amplification while ignoring the optical loss of material itself. At the same time, to obtain the composite polymer materials of waveguide amplifier, it is achieved by doping Erbium-containing materials into polymer matrix in most of the researches. Due to structural differences, the compatibility between the polymer and Erbium-containing materials is poor. And it affects the optical properties of materials. To solve these problems, replacing C-H with C-F, the polymer material will have good optical transparency and low optical transmission loss at the telecommunication wavelengths. A novel polymer is synthesized with Erbium organic complex and fluorinated monomer which containing olefin double bond and epoxy group by free radical polymerization. It makes that inorganic rare earth complexes with organic polymer uniformly. Furthermore, it can be processed into optical devices by direct UV-written method since the material with sensitive functions. Finally, the polymer optical material with good near-infrared light-emitting properties will be obtained by chemical method. It will provide theoretical and experimental basis for the promotion and development of polymer waveguide amplifier materials.

具有近红外发光功能的含稀土铒的聚合物材料由于其易于制作信号放大器来补偿光信号在传输过程中的损失而成为新的研究热点。但在研究过程中人们把目光集中在了增益效果上而忽略了材料自身的光损，且目前对于稀土铒与高分子材料的复合多采用物理掺杂的方法，难以实现铒离子与聚合物基质的均匀复合，结构差异导致的相分离等问题在很大程度上影响材料的光学性能。为了解决这些问题，我们首先通过C-F取代C-H增加材料在光通讯波段的光学透明性，降低吸收光损；又利用自由基溶液聚合方法将含有烯烃双键和环氧基团的含氟单体与具有聚合活性的铒有机配合物共聚，通过化学键合作用，完成无机稀土与有机聚合物进行均匀有效复合；进一步地，在共聚物中引入环氧基团，使该材料可以进行紫外写入加工，简化制作步骤。最终获得光损小、紫外感光且近红外发光性质优良的有机聚合物光学材料，为推广和发展聚合物波导放大器材料提供理论和实验依据。

具有近红外发光功能的含稀土铒的聚合物材料由于其易于制作信号放大器来补偿光信号在传输过程中的损失而成为研究热点。但在研究过程中人们把目光集中在了增益效果上而忽略了材料自身的光损，且目前对于稀土铒与高分子材料的复合多采用物理掺杂的方法，难以实现铒离子与聚合物基质的均匀复合，结构差异导致的相分离等问题在很大程度上影响材料的光学性能。为了解决这些问题，首先我们制备出了一系列具有聚合活性的含铒有机配合物，对其进行表征，找出性能最优的配合物；通过自由基溶液聚合方法将含有烯烃双键和环氧基团的单体与具有聚合活性的铒有机配合物共聚，利用通过化学键合作用，完成无机稀土与有机聚合物进行均匀有效复合，同时由于环氧集团的引入使该材料可以进行紫外写入加工，简化制作步骤；进一步通过C-F取代C-H增加材料在光通讯波段的光学透明性，降低吸收光损，最终获得光损小、紫外感光且近红外发光性质优良的有机聚合物光学材料。在本项目中通过化学键合作用，完成无机稀土与有机聚合物进行均匀有效复合；进一步地，在共聚物中引入环氧基团，使该材料可以进行紫外写入加工，简化制作步骤。最终获得光损小、紫外感光且近红外发光性质优良的有机聚合物光学材料，并将此材料应用到波导放大器件的制作当中，为推广和发展聚合物波导放大器材料提供理论和实验依据。