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高分子链极化中高聚物非线性光学材料的相关介绍

发表日期:2015-04-27 发布者:厦门益唯特玻璃有限公司 [返回]

高分子链极化中高聚物非线性光学材料的相关介绍


  高聚物非线性光学材料不仅具有非线性光学系数大,响应速度快,直流介电常数低等优点,而且由于分子链以共价键连接,机械强度高,化学稳定性好,加工性能优良,结构可变性强,可制成如膜、片、纤维等各种形式。在光调制器件,光计算用的神经网络,空间光调制器,光开关器件以及全光串行处理元件等许多方面具有广阔的应用前景。


  在合成高聚物非线性光学材料时,虽然高分子本身具有非中心对称单元,但其偶极矩的取向无规律,其非线性光学性能较弱。因此可通过外加电场,使分子的取向定向排列,从而增强其非线性光学性能。高分子链的极化取向要在玻璃化转变温度以上才能发生,而取向冻结要在玻璃化转变温度以下,这样要求高分子材料具有较高的玻璃化转变温度。聚合物还应是透明的材料,使光损失尽量小。按照聚合物结构可大致分为主客体型聚合物、侧链及主链型聚合物、交联型聚合物、共轭型聚合物非线性光学材料等。 


  (1)主客体型聚合物 

  将具有高非线性光学系数的客体有机共轭分子和主体聚合物进行混合,形成主客体系的非线性光学材料,又称掺杂型非线性材料。此类聚合物具有较好的非线性光学特性,容易制备和纯化,但往往主客体相容性较差,掺杂量难以增加。另外低分子掺杂物的加入还会降低材料的玻璃化温度,影响其取向稳定性。 


  (2)侧链及主链型聚合物 

  将生色团分子通过共价键或离子键键合到聚合物主链或侧链上。此类聚合物较掺杂型材料中发色团含量增多,增加了取向稳定性,具有较高的非线性。但是场诱导的非中心对称排列的高分子易发生松弛,使性能变差。 


  (3)交联型聚合物 

  将发色团分子交联在聚合物网络中,在交联反应发生之前或在交联过程中把发色团取向极化,生色团取向稳定性得到明显改善,从而获得较好的光学性能。 

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