本项目研究内容主要是实现具有低光损耗、可发光、光上转换、光储存、光开关等功能,适合于光子学和集成光学发展需要的新型二氧化锗-有机改性硅酸盐基的有机-无机复合光子功能材料。采用改进的溶胶-凝胶技术结合有机-无机复合技术,对这一有机-无机复合光子功能材料波导薄膜的制备、结构、性能等方面进行深入系统的研究。利用半导体材料的微加工技术结合激光直接写入技术、激光全息术,并结合材料本身固有特性,实现对各种光有源和无源器件包括脊型波导、光栅、光调制器及二元衍射光学等微光学器件的研制。从而开发出适合于批量制造和低成本的各种集成光学器件的制造方法,以满足光子学和集成光学的日益发展的需要,特别是满足近年来光通信系统及网络技术迅速发展的需求。通过本项目的研究,还将为下一步开展新的光子学前沿领域-纳米光子学的研究包括纳米光子材料、纳米光子过程、和纳米光子器件等研究奠定重要基础。
通过改进的溶胶-凝胶技术结合低温有机-无机复合技术,实现了具有低光损耗、光上转换、光开关和光存储功能特性,并适合于光电子学和集成光学发展需要的新型二氧化锗或二氧化钛/有机改性硅酸盐基低温有机-无机复合光电子材料。同时对该低温复合光电子薄膜的形貌、显微结构和光波导特性进行了深入系统的研究。通过掺入稀土离子和稀土氧化物纳米晶,首次实现具有光致发光和光上转换功能特性的低温有机-无机复合凝胶玻璃和光波导薄膜。并在国际上首次报道掺偶氮苯染料分子的低温有机-无机复合光开关和光存储功能特性材料的研究,发现通过合适的热感应温度,可以在所研究的低温复合薄膜表面形成周期性纳米级浮雕结构,无疑该发现对于该类低温复合光电子薄膜材料的纳米器件的应用将具有重要意义。到目前为止已发表受本项目资助的国际学术论文27篇包括Applied Physics Letters 和Optics Express等国际著名学术期刊论文20篇和国际会议论文7篇包括2次特邀报告,申请国家发明专利4项。此外还有更多的学术论文在被审稿和准备之中。通过本项目研究,为下一步要开展的光电子前沿领域-纳米光子材料和纳米光子器件的研究奠定了重要基础。