[發明專利]一種熒光量子點復合聚合物光纖及其制備方法

在審

• 申請號: 202110096201.6
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112877804A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 董國平;王偉;桂永浩;潘綺雯;陳欽鵬;歐陽天昶;邱建榮;楊中民
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: D01F6/52
• 分類號: D01F6/52;D01F1/10;C08F120/14;C08F2/48
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

本發明屬于光功能信息材料領域，公開了一種熒光量子點復合聚合物光纖及其制備方法。該方法包括：將熒光量子點溶液加入甲基丙烯酸甲酯中，加入光引發劑，混勻，得到混合液；將混合液轉移至聚合物毛細管的孔道中，得到光纖前驅體，將所述光纖前驅體在紫外燈的照射下進行光聚合反應，得到所述熒光量子點復合聚合物光纖。本發明制備的熒光量子點復合聚合物光纖透光性良好，且具有較強的熒光峰位和帶寬的可調性，有望實現光纖中光增益，適用于光纖放大器、光纖激光器上。

技術領域

本發明屬于光功能信息材料領域，具體涉及一種熒光量子點復合聚合物光纖及其制備方法。

背景技術

近幾十年以來，聚合物光纖，由于其具有拉制工藝簡單、成本低、彎曲性能好等特點，已經引起了人們極大的興趣并被廣泛研究，特別是在聚合物光纖中摻雜合適功能材料來實現各種光電功能成為研究的熱點。

量子點是一種非常重要的低維半導體材料，它在三個維度上的尺寸都不大于其對應的半導體材料的激子波爾半徑的兩倍。量子點一般為球形或類球形，其直徑常在2-20nm之間。量子點具有激發光譜寬且連續分布，而發射光譜窄，光化學穩定性高，熒光壽命長等優越的熒光特性，很適合用于激光的增益材料。

然而，目前關于量子點復合光纖的研究還很少，這主要是因為傳統的管棒法制備光纖需要較高的溫度來軟化預制棒(Kang S.L.,Fang Z.J.,Huang X.J.,et al.Preciselycontrollable fabrication of Er3+-doped glass ceramic fibers:novel mid-infrared fiber laser materials[J].Journal of Materials Chemistry C,2017,5(18),4549-4556.)，量子點在這個過程中會發生熱猝滅，會對其光學性能造成致命的影響。雖然也可以通過“原位生長”的方式來制備量子點復合玻璃光纖，但是很難對其進行摻雜、表面基團修飾等改性以滿足不同的需求(Xia M.L.,Luo J.J.,Chen C.,etal.Semiconductor quantum dots-embedded inorganic glasses:fabrication,luminescent properties,and potential applications[J].AdvancedOpticalMaterials,2019,7(21),1900851.)，因此研究新的量子點復合聚合物光纖的方法成為量子點用于光纖激光增益的關鍵課題。

發明內容

為了克服現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種熒光量子點復合聚合物光纖及其制備方法。

本發明的首要目的在于提供一種熒光量子點復合聚合物光纖的制備方法。本發明的制備方法工藝簡單，可適用多種量子點材料，且對量子點的熒光性能影響很小。

本發明的另一目的在于提供一種通過上述方法制備得到的熒光量子點復合聚合物光纖。

本發明的目的至少通過如下技術方案之一實現。

本發明提供的熒光量子點復合聚合物光纖的制備方法，包括如下步驟：

(1)將熒光量子點溶液加入甲基丙烯酸甲酯(MMA)中，再加入光引發劑，混合均勻(通過攪拌、震蕩等方式混合)，得到混合液；

(2)將步驟(1)所述混合液轉移至聚合物毛細管的孔道中(可通過通過毛細管力吸入或者外力注入的方式將混合液轉移至孔道中)，得到光纖前驅體，將所述光纖前驅體在紫外燈的照射下進行光聚合反應(通過光聚合使MMA聚合成PMMA)，得到所述熒光量子點復合聚合物光纖。

進一步地，步驟(1)所述熒光量子點溶液為鈣鈦礦量子點溶液、碳量子點溶液等中的一種以上；所述熒光量子點溶液的濃度為0.2μM-5μM。

優選地，步驟(1)所述熒光量子點溶液的濃度為1mg·mL^-1。