东华大学应用化学《功能高分子及应用》课程作业.doc

电传输与光传输有何区别？ 答：电传输由于受到电子之间的强相互作用而造成的干涉使得电信号难于以好的信噪比进行长距离传输，而且电子相互作用也限制了可开关与调制的电传输速度。 光传输由于光子之间的相互作用比电子间的相互作用要弱得多，这就意味着光可进行长距离传输而信息并不因干涉而损失。光子学的目标在于在通讯及信息处理中利用光的线性和非线性性质，特别是使用一束光来控制另一信号光束传输的所谓“全光信息处理”，它突出的优点就是超快速度，光子过程的开关速度一般要比电开关速度（低于1010Hz）快两个数量级以上，可达到1012Hz。 什么是非线性光学效应？ 答：非线性光学是研究在强光作用下物质的响应与场强呈现的非线性关系的科学，这种与场强相关的光学效应称之为非线性光学效应。 固体非线性光学材料大体可分为哪三类？ 答：固体非线性光学材料大体可分为三类：（1）氧化物和铁电晶体（如铌酸锂、磷酸二氢钾和偏硼酸钡等）；（2）Ⅲ-Ⅳ族半导体（如砷化鎵等）；（3）有机聚合物材料。 有机聚合物非线性光学材料主要有哪三类？它们主要应用于哪些方面？ 答：有机聚合物非线性光学材料主要有三类：极化聚合物、光折变聚合物和有机聚合物光限幅材料。它们主要应用于高速电光调制、光双稳、光开关和光限幅等方面。 什么是极化聚合物？主要应用是什么？ 答：在室温下，生色团分子难以移动，随着温度的升高，分子的旋转开始变得较为容易，当温度升至聚合物的玻璃化转变温度以上时，分子就可自由旋转并在电场作用下按电场方向取向，在电场存在下把材料冷却就可使取向“冻结”，由于这种材料的非线性源于生色团的偶极在电场作用下的极化取向，因此被称之为“极化聚合物”。 极化聚合物主要是在光通信的关键元器件——高速电光调制方面的应用。 极化聚合物有哪些制备方法？ 答：极化聚合物的制备方法：（1）掺杂法（2）侧链键合法（3）预聚物膜的同步极化加成聚合法 提高极化聚合物非线性光学系数的主要途径有哪些？ 答：（1）提高生色团的分子超极化率β；（2）提高聚合物中的生色团含量 极化聚合物研究的最终目标是实现其在光电子技术特别是电光调制方面的应用。实用器件的要求与生色团、极化膜的基本参数之间存在即关联又制约的复杂关系，具体有哪些关系？ 答：实用器件的要求与生色团、极化膜的基本参数之间存在既关联又制约的复杂关系： （1）提高生色团分子β值将使极化膜的电光系数增大，但也将导致生色团吸收波长的红移，因吸收加大而降低了极化膜在工作波段的有效电光系数并加大了光传播损耗； （2）加大生色团的偶极矩，一方面可改善极化效率，另一方面又增加了分子间的静电相互作用，结果是不仅限制了生色团的含量也降低了取向有序度，最终反而减少了极化膜的有效电光系数，而且这种相互作用所形成的微畴结构还造成光传播损耗加大； （3）增加生色团的含量提高了极化膜的电光系数，但同时又将加大分子偶极的静电相互作用而抑制了电光系数的提高； （4）使用高分解温度的生色团和高玻璃化转变温度的聚合物是满足极化膜取向温度、时间稳定性所必须的，但这类材料对极化条件和技术的要求渴求得多，而且还将对极化膜的光传播损耗产生明显的不利影响； （5）生色团必须有高反应活性和溶解性，聚合物（或预聚物）要有优异溶解和成模性能及光学透明性等。这些性能也都会对取向稳定性及光传播损耗产生正反两方面的影响。 什么是光折变效应？ 答：光折变效应是光致折射率变化的简称，它是一种特殊的在非线性光学材料中产生全息光栅的机制。当一种材料同时具有光电导和线性电光特性时，就会显示光折变效应，即其折射率即使在很弱的激光照射下也会产生很大的空间调制。 与无机晶体光折变材料相比，有机聚合物光折变材料有什么优势？ 答：与无机晶体相比，有机聚合物有着明显的优势： （1）聚合物材料所具有的大电光系数、高光学损伤阈值、低直流介电常数使其在理论上具有比无机晶体大几倍的品质固数； （2）聚合物材料在分子设计上有很大的灵活性，并且可以利用掺杂不同增感剂来选择不同的工作波段； （3）聚合物材料易于加工成各种形状的薄膜和波导结构器件并使之与集成光学相匹配等。 光折变聚合物的主要应用是什么？ 答：光折变聚合物在光放大、高密度数据存储、相共轭、全息图像加工等许多重要激光与光电子领域中的潜在应用前景倍受关注。 什么是非线性光限幅效应？ 答：非线性光限幅效应是指当激光入射到介质时，一般情况下，输出光强随入射光强的增加而线性增加，但是，对于某些介质，当入射光强达到一定阈值后，输出光强增加缓慢或不再增加。 如何制备聚合物光限幅材料？ 答：（1）掺杂型聚合物光限幅材料将有机小分子限幅材料作为客体掺杂到聚合物主体形成凝溶胶或主一客体聚合物，如Pc-凝胶、Pc-PMMA、C60-PS、C60-PMMA掺