通过溶胶.凝胶工艺制备了Zr-ORMOSIL薄膜,具体的制备细节参照文献[8】。其有机改性硅先驱体分别为如下5种:甲基三乙氧基硅烷(MTES),乙烯基三乙氧基硅烷(VTES);乙基三乙氧基硅烷(ETES):三甲氧基硅烷甲基丙烯酸丙醇酯(TMSPM)和缩水甘油酯基氧基丙基三甲氧基硅烷(KH560)。Zr的含量定义为XzrNz。(Nz,+Nsi)(Ⅳ为物质的量)。掺杂激光染料PM567在先驱液中的初始掺杂浓度为2×lff3molL。将先驱液经水解后得到的溶胶移入冰箱静置,溶胶经陈化一段时间后以载波片(Coming2947)为基板,在旋涂机上涂膜。旋转速度为3000r/min。甩好的膜片在室温下放置2—3d。
2.2实验测量
波导薄膜的折射率和厚度采用MetriconPC.2010棱镜耦合仪测量。激光束选用633m。采用HitachiF4500型荧光分光光度计,测得了染料掺杂波导薄膜的稳态荧光谱。光源为氙灯,狭缝宽度均为2.5nm,PMT电压为950V,扫描速度为240nm/min。染料掺杂波导薄膜经一定时间的紫外连续辐照后,其荧光强度将逐渐下降,以其下降的幅度来衡量染料在该介质中的光学稳定性。测试装置如图1所示。紫外灯功率为30W,其最强的波长为254nnl。激光染料掺杂的Zr-ORMOSIL薄膜的DFB激光装置
其中,以倍频Nd:YAG激光器作为泵浦光源,泵浦波长为532nnl,FWHM为3—5ns,频率为1—10Hz。输出激光为S偏振光。泵浦光由分束器分成两束具有相同强度的光在样品表面以2目的交角会聚,产生增益和折射率的周期性调制。
根据Bragg公式。k2incff而A,pump其中,M为布拉格级数,M=-2。扎为输出波长,//。疗有效折射率,却泵浦波长,0为交角的1/2。通过改变泵浦束的交角即2p,输出波长发生改变。即可获得连续可调谐的DFB激光输出。
3结果与讨论
图3略为当Zr的含量为25%时,引入不同有机改性先驱体,激光染料PM567掺杂的Zr-ORMOSIL薄膜的荧光强度随紫外辐照时间的衰减情况。从中可以看出,当Zr浓度为100%时,染料的光稳定性最差,紫外辐照仅40min后其荧光强度即下降到初始值的50%左右。有机改性剂的加入可明显提高激光染料的光稳定性。当以VTES为有机改性剂时,染料的光稳定性最高,紫外辐照320rain后其荧光强度仍维持在初始值的50%以上。这是因为有机网络能导致染料分子隔离,减少染料分子之间的碰撞,有机改性体的适当加入可提高染料的光稳定性。以往的研究也表明,VTES基ORMOSIL其结构较致密【9】。染料分子在ORMOSIL中能得到有效的保护,其光稳定性显著增加。因此,VTES对激光染料PM567掺杂的Zr-ORMOSIL薄膜是一种较好的有机改性剂。
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