手性光学波导元件及其材料研究

摘要

本课题旨在对手性光学波导元件及其材料进行研究。研制出含手性分子葡萄糖和灰黄霉素的硅基溶胶-凝胶材料，发现无论是在液态的溶胶，还是在固态的凝胶，它们均表现出相似的光学活性。　　 研制出含手性分子灰黄霉素的PMMA溶胶-凝胶材料，发现也能得到上述类似的光学活性结果。通过傅立叶红外谱进行测试发现，手性分子填充于凝胶基质的介质孔中，而并未与基质成键。研制出含微米手性晶粒的凝胶玻璃，发现其表现出消偏振的效应。研制出固体手性圆波导，通过对手性圆波导和非手性圆波导的偏振特性进行测试，并与块状手性材料进行比较，发现固体手性圆波导具有特有的光学偏振特性。　　　　 研究了纤芯和内外包层都有手征的双包层手征光纤中的半漏模，发现双包层手征光纤中的半漏模特性与单包层手征光纤中的相比有很大不同。当只有包层中有手征时，单包层手征光纤中也存在半漏模。研究了双包层手征光纤纤芯和内外包层的手征参数及内包层厚度对模式色散特性的影响，发现在双包层光纤的纤芯和内外包层中引入手征，可以极大地改变光纤中基模的色散特性，特别是内包层厚度不同时，色散特性也极为不同。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1手性材料的基本概念及特征

1.2手性物质的合成途径

1.3手征波导器件研究

1.3.1复杂媒质的分类

1.3.2媒质参数和模型

1.3.3手征波导研究

1.3.4复杂手征媒质波导

1.4本论文的选题及结构

参考文献

第二章电磁特性分析

2.1手征媒质的本构关系及其基本性质

2.2旋光角与手征参数的关系

2.3双包层手征光纤中的半漏模

2.4双包层手征光纤的色散特性1

2.4双包层手征光纤的色散特性2

参考文献

第三章光学活性测量装置的研制

3.1引言

3.2偏振曲线测试装置

3.3基于高亮度高纯度LED旋光色散仪

3.4利用光谱仪构成旋光色散仪

3.5三腔镜法测量手性材料的旋光角

参考文献

第四章溶胶-凝胶法合成固体手性材料

4.1溶胶-凝胶工艺简介

4.2含葡萄糖分子的硅基凝胶材料的制作及特性研究

4.2.1制备过程

4.2.2材料特性的测试

4.2.3结果和讨论

4.3含灰黄霉素分子的硅基凝胶材料的制作及特性研究

4.3.1材料的制备

4.3.2材料特性的测试

4.3.3结果和讨论

4.4含灰黄霉素分子的PMMA凝胶材料的制作及特性研究

4.4.1材料的制备与测试

4.4.2结果和讨论

4.5含微米手性晶粒的凝胶玻璃的制备及其特性研究

4.5.1材料的制备

4.5.2结果和讨论

4.6含手性氯酸钠晶粒的光学环氧树脂凝胶材料的制备及其特性研究

4.6.1材料的制备与测试

4.6.2结果和讨论

4.7固体手性圆波导及其偏振特性测试

4.7.1固体手性圆波导制备

4.7.2结果和讨论

参考文献

第五章结论

附录A国内外现有旋光仪、圆二色光谱仪

附录B博士期间主持课题、发表及录用论文、专利

致谢