本发明专利技术提供了一种二芳基乙烯掺杂有机薄膜全光开关，包括激发光源、有机薄膜和探测光源，所述有机薄膜的成分为顺-1,2-二氰基-1,2-双(2,4,5-三甲基-3-噻吩基)乙烯掺杂到聚甲基丙烯酸甲酯；所述激发光源包括第一激光器和第二激光器，所述第一激光器为375nm紫外激光器，所述第二激光器为532nm可见激光器；所述探测光源为632.8nm氦氖激光器。本发明专利技术基于二芳基乙烯掺杂有机薄膜光致吸收系数变化构建了一种双稳态全光开关，所述全光开关制备简单，读取信号方便和读出损伤较小的特点，为开关小型化和实用化提供了技术支持。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于全光开关
，更具体地，设及一种二芳基乙締渗杂薄膜双稳态 全光开关及其应用。
技术介绍
全光开关是实现全光通信、全光网络和全光计算机必不可少的关键器件，基于有 机光色材料的全光开关是研究的热点之一。新一代光致变色材料二芳基乙締值A)具有光 学双稳态、快的光响应速度（皮秒级）及良好的热稳定性和抗疲劳性等优良的光学性质，二 芳基乙締化合物分子在紫外光激发下，化合物从无色的开环体生成有色的闭环体，而闭环 体在可见光照射下生成无色的开环体，因此可构建双稳态全光开关。目前二芳基乙締双稳 态分子开关研究报道较多，在紫外和可见光激发下二芳基乙締的非线性吸收系数和折射率 可发生变化，可实现基于吸收系数和折射率变化的双稳态全光开关并有潜在应用价值，但 目前基于该机理的全光开关研究鲜为报道。筛选二芳基乙締材料与目前有限的几种激光光 源匹配，使之满足材料吸收特性与用于激发的紫外和可见激发光及探测光的波长相符合， 是二芳基乙締双稳态全光开关研究的难点之一。目前中国科学院西安光机所的课题组对二 芳基乙締二芳基乙締聚合物薄膜的光致各向异性方面的研究有相关的报道，但未见关于基 于二芳基乙締渗杂有机薄膜全光开关方面的应用研究报道。查阅国内的主要文献数据库 了解到，对二芳基乙締材料合成和巧光性质方面的研究较多，如江西科技师范大学童智鹏 2013年的硕±论文"基于五-六元糖_二芳基乙締化合物的合成及性质研究"、李小庭2014 年的硕±论文"基于二芳締二聚体和含氮二芳締的多开关系统研究"，二芳基乙締应用研究 较集中在巧光分子开关方面，如陈红云2013年10月发表在《化工新型材料》的论文"光致 变色巧光开关材料的研究进展"、吕光磊2014年1月发表在《影像科学与光化学》的论文"二 芳乙締巧光开关材料及其应用进展"，徐海兵2014年发表在《科学通报》第30期的论文"光 致变色金属_Ru_Pt_Ln_二芳基乙締分子开关"介绍了借助于金属本身具有丰富的光、电、 磁性质，将金属搁块引入到光致变色体系中获得结构新颖、性能独特金属分子开关的新方 法。目前，针对二芳基乙締全光开关，如何寻求到符合材料吸收特性的工作介质材料， 并使之与目前有限的几种激光光源进行匹配，是二芳基乙締双稳态全光开关研究中的难 点。
技术实现思路
本专利技术根据目前全光开光装置技术中的不足，提供了一种二芳基乙締渗杂薄膜双 稳态全光开关。本专利技术的另一目的在于提供上述全光开关的应用。本专利技术的技术目的通过W下技术方案实现：本专利技术提供了一种二芳基乙締渗杂有机薄膜全光开关，包括激发光源、有机薄膜 和探测光源，所述有机薄膜的成分为顺-1，2-二氯基-1，2-双（2, 4, 5-=甲基-3-嚷吩基） 乙締渗杂到聚甲基丙締酸甲醋； 所述激发光源包括第一激光器和第二激光器，所述第一激光器为375nm紫外激光 器，所述第二激光器为532nm可见激光器；所述探测光源为632. 8nm氮氛激光器； 所述全光开关还包括一个曝光定时器，其控制第一激光器和第二激光器交替对有 机薄膜进行照射； 所述顺-1,2-二氯基-1,2-双化4, 5-S甲基-3-嚷吩基）渗杂浓度为5~20%。 所述顺-1，2-二氯基-1，2-双化4, 5-S甲基-3-嚷吩基）结构如下：〇： 本专利技术提供的二芳基乙締材料顺-1,2-二氯基-1,2-双化4,5-S甲基-3-嚷 吩基）乙締在375皿紫外光激发下，化合物从无色的开环态生成有色的闭环态，样品的颜 色随时间变化由无色逐渐变红色，对632. 8皿透射探测光的吸收逐渐增强，最终达到饱和 吸收状态，因此透过薄膜样品的探测光逐渐减小至最小光强，对应光开关的低电平状态，由 于化合物分子的闭环态是亚稳态，并且由于632. 8皿探测光受闭环态薄膜吸收及光强均较 小，因此对闭环态薄膜的影响极小，当紫外激发光关闭后开关可长时间维持在低电平状态， 运是双稳态的一个稳态；当用532nm激光照射样品时，二芳基乙締化合物分子从红色的闭 环态生成无色的开环态，样品颜色随时间变化由红色逐渐变无色，对632. 8皿透射探测光 的吸收逐渐减小，最终达到饱和状态，因此透过薄膜样品的探测光逐渐增强至最大光强，对 应光开关的高电平状态，由于化合物分子的开环态是稳态，并且由于开环态薄膜对632. 8nm 几乎没有吸收，因此对探测光对开环态薄膜的几乎没有影响，当可见激发光关闭后开关可 长时间维持在高电平状态，运是双稳态的另一个稳态；运样，当用曝光定时器控制紫外和可 见光交替照射样品，探测光可获得从低电平到高电平再到低电平的全光开关效应，并且低 电平和高电平在激发光关闭后仍可长时间维持，因此可获得双稳态全光开关效应。 优选地，所述有机薄膜的厚度为100~120ym，所述探测光的功率为0. 2~3yW， 所述紫外光功率为300~40000yW，所述可见光激发功率为150~5000yW. 如前所述，筛选二芳基乙締材料与目前有限的几种激光光源匹配，使之满足材料 吸收特性与用于激发的紫外和可见激发光及探测光的波长相符合，是二芳基乙締双稳态全 光开关研究的难点之一，也是本专利技术研究的重要内容。本研究根据二芳基乙締开关材 料的要求及有限的几种激光光源的波长，对多种二芳基乙締化合物材料的特性进行测试和 筛选，合理选择了材料特性与激光光源匹配较好的二芳基乙締化合物材料顺-1，2-二氯 基-1，2-双化 4, 5-S甲基-3-嚷吩基）乙締cis-1, 2-Dicyano-l, 2-bis(2, 4, 5-trimet hyl-3-thienyl)ethene，渗杂到聚甲基丙締酸甲醋（PMMA)制成聚合物薄膜样品，并对薄膜 样品的吸收和偏振特性等进行了测试与研究，并且，首次取得了W光致吸收为原理的二芳 基金渗杂有机薄膜构建双稳态全光开关的实验结果，并建立了面向光致变色材料双稳态全 光开关器件的理论模型，该理论模型在开关性能参数的优化和机理分析方面发挥了重要作 用。 与现有技术相比，本专利技术具有W下有益效果： 本专利技术基于提供的二芳基乙締材料的光学特性，在特定的激发光源和探测光源条 件下，实现了双稳态优良特性的全光开关，其双稳态维持时间长，制备简单，读取信号方便 和读出损伤较小，所述全光开关对于进一步实现小型全光器件的制备提供了技术支持。【附图说明】 图1是二芳基乙締（顺-1,2-二氯基-1,2-双化4,5-S甲基-3-嚷吩基））的 双稳态吸收光谱。 图2是二芳基乙締渗杂薄膜双稳态全光开关实验装置示意图。 图3是实施例3中532nm巧mW)和375nm(40mW)激发光交替激发下探测光相对透 射强度与时间的关系。[002。 图4是实施例4中532皿(150iiW) 375皿(300iiW)激发光交替激发下探测光相对 透射强度与时间的关系。图5是实施例5中532nm(150yW)，375nm(300yW)激发光交替激发下探测光相对 透射强度与时间的关系。 图6为对比例1中带光纤的紫外光源叫travioletlamp为紫外激发光源得到的 探测光相对透射强度与时间的关系。【具体实施方式】 下面通过实施例对本专利技术进行具体描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对 本专利技术进行进一步说明，但不能理解为对本专利技术保护范围的限制，该领域的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种二芳基乙烯掺杂有机薄膜全光开关，包括激发光源、有机薄膜和探测光源，其特征在于，所述有机薄膜的成分为顺‑1,2‑二氰基‑1,2‑双(2,4,5‑三甲基‑3‑噻吩基) 乙烯掺杂到聚甲基丙烯酸甲酯； 所述激发光源包括第一激光器和第二激光器，所述第一激光器为375 nm紫外激光器，所述第二激光器为532 nm可见激光器；所述探测光源为632.8 nm氦氖激光器；所述全光开关还包括一个曝光定时器，其控制第一激光器和第二激光器交替对有机薄膜进行照射；所述顺‑1,2‑二氰基‑1,2‑双(2,4,5‑三甲基‑3‑噻吩基) 掺杂浓度为5~20%。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：许棠，刘如军，
申请(专利权)人：岭南师范学院，
类型：发明
国别省市：广东;44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。