分布反馈光栅对聚合物薄膜受激辐射的调节和爆炸物探测

发布时间：2017-12-08 02:16

  本文关键词：分布反馈光栅对聚合物薄膜受激辐射的调节和爆炸物探测

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【摘要】：在众多爆炸物探测技术中,荧光共轭聚合物传感技术受到了广泛的关注。其优点是设备简单、探测灵敏度高,尤其是将共轭聚合物与分布反馈光栅(DFB)结合后,可以将灵敏度大大提高。为了提高探测灵敏度,后续工作者把研究重点放在了聚合物的改进方向,很少有人研究DFB光栅的改进对探测灵敏度的影响。本文工作的重点是优化DFB光栅的设计制作工艺,探究光栅对聚合物聚蝶烯基聚对苯乙炔撑(PPE)的受激辐射的调制作用,以提高探测灵敏度。(1) 根据文献合成了聚合物PPE,得到了聚合物的核磁共振谱线。探究了聚合物旋涂成膜的参数,得到最佳成膜工艺。获得了聚合物的激发谱和发射谱。探究了在非相干光的激发下,光栅基底与普通基底上的聚合物薄膜的发射谱和激发谱的差别。得出了光栅基底有相对较高的光利用率的结论。(2) 制作了空气-PPE-派瑞林-基底四层光波导结构,并得到了聚合物的受激辐射光谱。曲线的主峰在491 nm,谱线相对较宽。设计了DFB光栅的参数,用全息光刻技术制作了DFB光栅。采用扫描电子显微镜和原子力显微镜探测光栅表面的形貌。可以看出光栅线条整齐、侧壁光滑,质量很高。在光栅表面旋涂聚合物薄膜,并对薄膜表面进行表征。(3) 探究了DFB光栅对聚合物的受激辐射的影响。当激发光强度提高时,出现了谱线窄化的现象,谱线的主峰在481nm,主峰的强度是肩峰强度的4.7倍。本文对谱线主峰的移动做出了解释。通过改变激发光强度得到了激发阈值。探究了光栅刻蚀深度对受激辐射的影响,得出了光栅深度的最佳值,并把原因归结于表面形貌。用DFB光栅薄膜探测DNT,2min淬灭20%,响应时间很快,灵敏度很高。同时,本文给出了一个参数用来计算淬灭效果。研究结果表明,本文制作的DFB光栅对聚合物的受激辐射具有调节作用,光栅参数的变化影响着受激辐射曲线。在探测DNT时,表现出很高的探测灵敏度和很快的响应时间,为未来的实用打下基础。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ317;TN252

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本文编号：1264673