[發明專利]提高染料摻雜有機薄膜全光開關調制深度的新方法及模型

無效

• 申請號: 200810030072.5
• 申請日: 2008-08-08
• 公開（公告）號: CN101526712A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發明（設計）人: 許棠;陳桂英
• 申請（專利權）人: 湛江師范學院
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35;G02F1/361;G02B27/28
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務所有限公司
• 代理人: 潘獻民

技術領域

本發明涉及一種提高染料摻雜有機薄膜全光開關調制深度的新方法，本方法的主要特點是用兩束正交且相位相差180°的線偏振光交替激發開關，實現在低激發功率下加快開關速度和提高開關的調制深度的目的，屬于光子學領域。

背景技術

光子開關是光通信和光信息處理的重要器件，也是實現全光裝置智能化不可缺少的部件之一。由于偶氮苯生色團染料摻雜聚合物薄膜有較強的弱光非線性效應和光致雙折射效應，并且具有制作成本低、其光學與熱學性質可以通過分子結構的設計而調節等優點，因此在全光開關及全光調制器方面有著重要的潛在應用。目前國內外的研究人員對含偶氮聚合物開關材料的制備與提高全光開關的性能方面作了許多的研究，其主要目標是在低激發功率下獲得優良的開關響應特性，如快速的開關響應和較大的開關調制深度等。然而目前報道的偶氮類全光開關主要采用單束的線偏振光激發開關開啟和熱弛豫開關回復方式實現開關的關閉，因此限制了開關速度并形成較大的開關本底。為了解決目前全光開關熱弛豫較慢形成的開關速度瓶頸，研究人員用線—圓偏振光交替激發，使用一束線偏振光作為開關開啟激發光激發開關的開啟，當激發線偏振光關閉時，用一束圓偏振光作為開關回復過程的擦除光擦除開關回復期間剩余的雙折射實現開關的關閉，這樣加快了偶氮生色團的弛豫過程，從而降低了開關的本底，提高了開關的調制深度。根據目前的報道及我們的研究結果，采用圓偏振光作為開關回復過程的擦除光雖然加快了偶氮生色團的弛豫過程，但要實現開關調制深度的顯著提高，圓偏振光需要較大的功率。如文獻1(石俊田，羅洋城，佘衛龍等.線-圓雙偏振態光束抽運有機聚合物全光開關.[J].中國激光2006，33：102-106)對偶氮染料分散紅1(DR1)摻雜聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜(5％)樣品，在30Hz的低開關頻率下，開關激發線偏振光和開關關閉期間用于擦除的圓偏振光功率均為24.1mW，從而使開關的調制深度達到92％。如文獻2(Y.Luo，W.She，_S.Wu，et?al.Improvement?of?all-optical?switching?effect?based?onazobenzene-containing?polymer?films[J].Applied?Physics?B，2005，80：77—80)對上述相同的樣品，在300Hz的開關頻率及13mW的線偏振光和29mW的圓偏振光功率條件下，雖然相對單一線偏振光激發條件其本底信號有較大的減小，但開關的調制深度只達到20％。因此，對一定的偶氮薄膜樣品，探討新的全光開關激發方法并構造新的全光開關模型，實現較小的激發功率獲得高速和大的調制深度的全光開關效應，仍需要作進一步的研究。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，創造了首次采用目前國內外尚未報道的染料摻雜有機薄膜新的全光開關激發方法并構造新的全光開關模型，目的是顯著改善全光開關的兩項主要技術指標：開關的響應速度(或響應時間)和調制深度，設計新的全光開關模型，克服目前全光開關熱弛豫較慢形成的開關速度瓶頸，在低激發功率下(幾個毫瓦)提高全光開關速度和調制深度，使偶氮類薄膜全光開關的調制深度從20～50％提高到接近或達到100％。

為了實現這樣的目的，本發明基于正交線偏振光激發偶氮摻雜薄膜光致雙折射特性，設計了正交線偏振光激發染料摻雜有機薄膜的全光開關模型，用兩束正交且相位相差180°的線偏振光交替激發開關，加快開關的回復過程，實現了在低激發功率下加快開關速度和提高了開關的調制深度；

本發明的技術方案是這樣的：

所述的方法采用兩束正交且相位相差180°的線偏振光交替激發開關，加快開關的回復過程，實現了加快開關速度和提高了開關的調制深度的目的；

所述的方法采用兩束正交且相位相差180°的線偏振光交替激發開關，在低激發功率下提高全光開關速度和調制深度；