C?120°C。反应温度与聚合反应类型相关，如利用光引发剂[具体为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮(1173)、1_羟基环己基苯基甲酮(184)、2_甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮(907)、2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)、2，4，6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯(TPO-L)、2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮(IHT-PI 910)、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮(IHT-PI 910)、2_羟基-2-甲基-l-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮(659)、苯甲酰甲酸甲酯(MBF)、IHT-PI 4265 50% IHT-PI TPO 和 50% IHT-PI 1173、IHT-PI1000 20% IHT-PI 184 和 80% IHT-PI 1173、IHT_PI 500 50% IHT-PI 184 和 50%IHT-PI BP等]进行自由基聚合，可在室温(10°C?30°C)下进行；利用热引发剂(烷基过氧化物、烷基过氧化氢物(如异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢)、过氧化酯、偶氮二异丁腈、过氧化二酰、过硫酸盐等)进行自由基聚合，应控制聚合温度在50°C?120°C。
[0025]聚合时间为0.5小时?48小时。
[0026]根据光波导器件制作工艺的变化调整复合聚合物增益介质的聚合度，控制复合聚合物的聚合度(5%?95% )。
[0027]4、利用复合聚合物为增益介质制备的光波导放大器。
[0028]通过旋转涂布、棒式涂布、流延涂布、光刻、等离子刻蚀、激光刻蚀、真空蒸发、磁控溅射或离子蒸镀等方法制备的光波导放大器。
[0029]本发明的有益效果:
[0030]1、本方法制备的复合聚合物增益介质具有稳定性高、纳米粒子掺杂浓度高、掺杂均匀的特点；
[0031]2、纳米粒子通过共价键链接在聚合物分子链上，复合聚合物增益介质没有纳米粒子聚集、析出等现象出现；
[0032]3、本方法可通过控制纳米粒子的形貌、尺寸、掺杂浓度和共聚物的聚合度改变增益介质的折射率、成膜性、机械性、稳定性；
[0033]4、利用本方法制备的复合聚合物增益介质制作光波导放大器，其稳定性、光学性质大幅提尚;
[0034]5、方法重复性高，多次重复实验均能获得高稳定性的光波导放大器。
【附图说明】
[0035]图1:利用热分解法制备的稀土 NaYF4: Yb，Er纳米粒子的透射电镜照片，平均粒径为 23nm ；
[0036]图2:利用980nm的红外光激发NaYF4:Yb，Er纳米粒子，获得的1.5 μπι处的发光光谱；
[0037]图3:NaYF4:Yb，Er纳米粒子与甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体共聚后获得的复合聚合物；
[0038]图4:利用铝掩膜刻槽的方法制备复合聚合物光波导的示意图；
[0039]图5:以NaYF4: Yb，Er纳米粒子掺杂的复合聚合物为增益介质的制备光波导放大器的端面扫描电镜照片；
[0040]图6:实施例1中的光波导放大器在980nm红外光的泵浦下，获得1.53 μ m-1.55 μ m的增益曲线。
[0041]图7:以复合聚合物为增益介质的光波导放大器长期稳定性测试数据。
[0042]图1—图7对应于实施例1。图1和图2为实施例1中所用的NaYF4:Yb，Er纳米粒子的形貌及光学性质表征。从图1中可以看出纳米粒子的尺寸在23nm左右，分布均匀。图2可以看出在980nm的红外光激发下，纳米粒子在1500nm_1575nm具有较强的发光。图3NaYF4:Yb，Er纳米粒子与甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体共聚后获得的粘稠的复合聚合物，可以看到复合聚合物的透明性较好。图4为利用铝掩膜刻槽的方法制备复合聚合物光波导的示意图。图5、图6和图7为复合聚合物为增益介质的光波导放大器及光放大性质表征。图5为利用实施例1中的复合聚合物制备的倒脊形光放大器的端面扫描电镜照片。从图中可以看出倒脊形光放大器的端面为9 μmX4 μπι。图6为在不同功率的980nm红外光泵浦下，检测信号光波段为1530nm-1550nm，利用实施例1中的复合聚合物制备的光放大器获得的相对增益。在本实施例中制备的光波导放大器长期稳定性好，在无封装的条件下，8个月后仍能获得6.3dB/cm的增益(图7)。
[0043]图8:利用溶剂热法制备的表面修饰不饱和双键的核-壳型NaYF4/NaYbF4:Er纳米粒子的透射电镜照片，平均粒径为15nm ;
[0044]图9:核-壳型NaYF4/NaYbF4:Er纳米粒子与甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体共聚后获得的复合聚合物；
[0045]图10:以核-壳型NaYF4/NaYbF4:Er纳米粒子掺杂的复合聚合物为增益介质的制备光波导放大器。
[0046]图11:实施例2中的光放大器在980nm红外光的泵浦下，获得1.54 μπι处的增益曲线。
[0047]图8—图11对应于实施例2。图8为实施例2中所用的核-壳型NaYF4/NaYbF4:Er纳米粒子的形貌。从图8中可以看出纳米粒子的尺寸在15nm左右，尺寸分布均匀。图9为核-壳型NaYF4/NaYbF4:Er纳米粒子与甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体共聚后获得的澄清粘稠复合聚合物，可以看出其透明性良好。图10和图11为复合聚合物为增益介质的光波导放大器及光放大性质表征。利用此复合聚合物通过与实施例1中相同的方法制备了光波导放大器。图10左侧为刻蚀的凹槽的端面扫描电镜照片，右侧为光波导放大器实物俯视照片，其中呈条状的即为光波导放大器，光波导的端面与凹槽相同，尺寸为7 μπιΧ4μπι，在表面生长有2 ym厚二氧化硅的硅衬底上有多个光波导放大器。图11在不同功率的980nm红外光泵浦下，检测信号光波段为1.54μπι，利用实施例2中的复合聚合物制备的光放大器获得的相对增益，获得的最大增益为7dB/cm。
[0048]图12:利用沉淀法制备表面无聚合活性基团的Y2O3 = Er纳米粒子的扫描电镜照片，平均粒径为50nm。
[0049]图13:修饰环氧基团的Y2O3 = Er纳米粒子与商用光敏性环氧树脂SU_8利用紫外光辐照固化制备的光波导放大器。
[0050]图14:实施例3中的光放大器在980nm红外光的泵浦下，获得1.54 μπι处的增益曲线。
[0051]图12、图13和图14对应于实施例3。图12为实施例3中所用的表面无聚合活性基团的Y2O3 = Er纳米粒子的形貌。从图12中可以看出纳米粒子的尺寸在50nm左右，分布均匀。修饰环氧基团后，将Y2O3 = Er纳米粒子与商用光敏性环氧树脂SU-8混合，利用紫外光辐照进行固化，制备了脊形光波导放大器。图13为修饰环氧基团的Y2O3 = Er纳米粒子与商用光敏性环氧树脂SU-8利用紫外光辐照固化制备的光波导放大器的端面图。从图中可以看出脊形光波导放大器的端面尺寸为5 μ mX 8 μπι。图14在不同功率的980nm红外光泵浦下，检测信号光波段为1.54μπι，利用实施例3中的复合聚合物制备的光放大器获得的相对增益，获得的最大增益为4.5dB/cm。
[0052]图15:利用微乳液法制备的表面修饰不饱和双键LaF3:Yb，Er纳米粒子的透射电镜照片。
[0053]图16:以表面修饰不饱和双键LaF3: Yb，Er纳米粒子掺杂的复合聚合物为增益介质的制备光波导放大器。
[0054]图17:实施例3中的光放大器在980nm红外光的泵浦下，获得1.54 μπι处的增益曲线。
[0055]图15、图16和图17对应于实施例4。图14为实施例4中所用的表面修饰不饱和双键LaF3: Yb，Er纳米粒子的形貌。从图15中可以看出纳米粒子的尺寸在70nm左右，分布均匀。以油酸和油酸胺为表面活性剂将表面修饰不饱和双键LaF3:Yb，Er纳米粒子与MMA单体共聚，制备了复合聚合物。利用此复合聚合物通过与实施例1中相同的方法制备了倒脊形光波导放大器(图16)。图17在不同功率的980nm红外光泵浦下，检测信号光波段为1.54μπι，利用实施例4中的复合聚合物制备的光放大器获得的相对增益，获得的最大增益为 5.3dB/cm。
【具体实施方式】
[0056]下面结合具体实施例对本发明做进一步的阐述。本发明的这些实施例仅用来解释说明本发明的【具体实施方式】，而不是限制本发明的范围。阅读本发明讲授的内容后，本领域技术人员可以对本发明做各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书中所限定的范围。
[0057]实施例中分别利用热分解法制备表面带有不饱和双键的NaYF4:Yb，Er纳米粒子、利用溶剂热法核-壳型NaYF4/NaYbF4:Er纳米粒子、利用沉淀法制备了表面无聚合活性基团的Y2O3 = Er纳米粒子，并在其表面修饰了环氧基团、利用微乳液法制备表面修饰不饱和双键的LaF3:Yb，Er纳米粒子。将纳米粒子与甲基丙烯酸甲酯单体和环氧树脂共聚，制备复合聚合物。利用复合聚合物作为增益介质，制备光波导放大器。利用980nm光作为泵浦源，检测光波导器件在1.53?1.55 μ m处的光放大性质。
[0058]实施例1
[0059](I)利用高温热分解法制备表面修饰不饱和双键的NaYF4:Yb，Er纳米粒子:稀土纳米粒子的基质为氟化物NaYF4，敏化剂离子为Yb3+，发光中心离子为Er3+;在纳米粒子表面修饰了带有聚合活性不饱和双键的油酸基团。具体合成步骤如下:将Immol稀土氯化盐RECl3.6H20(稀土氯化盐为三种氯化盐的混合物，其中摩尔百分数为81% YCl3,18% YbCl3,1 % ErCl3)、15mL十八烯、6mL油酸置入10mL三口烧瓶中，在氩气保护下，升高体系的温度到160°C，反应30min后自然冷却到室温。然后，将溶有4mmol氟化钱和2.5mmol氢氧化钠的1mL无水甲醇混合液缓慢滴加到该三口烧瓶中，在室温下剧烈搅拌30min，随后在通入氩气的条件下升高体系温度到50°C，除去反应混合液中的甲醇溶液。待甲醇除干净后，迅速将溶液升温到300°C，并保持在300°C下反应60min，反应结束后停止加热。待反应体系自然冷却到室温后，用过量的无水乙醇