沉淀产物，并用无水乙醇、环己烷的混合溶液对产物进行多次洗涤，即得到表面修饰了不饱和双键的NaYF4:Yb，Er纳米粒子。图1和图2为实施例I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为利用980nm的红外光进行激发，获得的1.5 μπι处的发光光谱。从图2中可以看出在980nm的红外光激发下，纳米粒子在1500nm_1575nm具有较强的发光。
[0060](2)NaYF4:Yb, Er纳米粒子与甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体共聚。在干净并干燥的50mL圆底单口烧瓶中加入0.0lg自由基引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)，2mL乙酸丁醋，1gMMA单体。在水冷回流的条件下，在65°C恒温水浴中进行预聚合，反应I小时，得到预聚合的溶液。将0.25mmol的NaYF4: Yb，Er纳米粒子分散在4mL乙酸丁酯中加入到预聚合的溶液中，温度升高至80°C，反应时间为45分钟，溶液由略微浑浊的初始状态变为完全透明澄清的粘稠液体，结束反应得到复合聚合物。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，复合聚合物的聚合度为73%
[0061](3)利用步骤(2)中制备的复合聚合物制备光波导放大器。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。首先，在表面生长有2 μπι厚二氧化硅的硅衬底上用3000转/分的转速旋涂PMMA(商用，分子量为20000)薄膜，旋涂时间为30秒，并在120°C下固化2小时，得到厚度为4 μ m的下包层薄膜。在下包层薄膜上蒸发铝膜，铝膜的厚度为80nm，并在其上涂覆BP212光刻胶(厚度3 μ m)(图4a)。将此样品置于光刻机上，用365nm紫外光进行照射(掩膜版的形状为条形直波导，尺寸是1cmX 10cm，透光区即形成长条形直波导图案的区域宽度为9 μπι)，曝光时间为7秒，从而将长条形直波导放大器图形转移到光刻胶上(图4b)。去除掩膜版，将曝光后的样品用NaOH的水溶液(NaOH与去离子水的配比为0.5g:10mL)进行显影，显影时间是60秒，通过显影将波导上面的已曝光的光刻胶和其下面的铝膜去除，露出PMMA聚合物薄膜(图4c)。然后再在氧气条件下进行感应耦合等离子体(ICP)刻蚀，在露出PMMA聚合物薄膜上得到PMMA凹槽(凹槽的深度与下包层厚度相同，为4 μπι。因为光刻胶也为有机物，在这个过程中由于掩膜版的遮挡而未曝光的光刻胶会被刻蚀掉)，再在NaOH水溶液中腐蚀掉先前被未曝光光刻胶覆盖的铝膜(图4d)。然后再旋涂步骤(2)制备的复合聚合物填充凹槽作为波导放大器芯层，转速3000转/分，旋涂时间为30秒，在并在100°C下固化2.5小时，制备倒脊形光波导放大器(图4e)。再在器件上用3000转/分的转速旋涂PMMA (商用，分子量为20000)薄膜，旋涂时间为30秒，并在120°C下固化2小时，得到4 μ m厚的上包层薄膜(图4f)，从而完成光波导放大器件的制备。图5为以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，从图中可以看出倒脊形光放大器的端面为9 μπιΧ4 μπι。将980nm的泵浦光和信号光親合在光波导放大器中，输入信号光为0.14mff ;测量光波导放大器在980nm红外光的泵浦下，获得信号光在1.53?1.55 μ m处的增益，如图6所示。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。器件在信号光为1.54 μ m，泵浦光为980nm，功率为400mW时，长期稳定性测试数据如图7所不O
[0062]实施例2
[0063](I)利用溶剂热法制备表面修饰不饱和双键的核-壳型NaYF4/NaYbF4:Er纳米粒子。通过异质核诱导，合成了表面修饰不饱和双键的核-壳NaYF4/NaYbF4:Er纳米粒子；其中壳层中敏化剂离子Yb3+的掺杂量相当于100%，发光中心离子为Er3+，掺杂浓度为2%。在油酸环境下，利用溶剂热的方法合成了表面修饰不饱和双键的纳米粒子。量取20mL油酸、1mL乙醇和2mL去离子水搅拌混合。称取0.6g NaOH固体加入到混合溶液中，搅拌至充分溶解，获得澄清的溶液A。称取0.5mmol的YCl3.6H20固体，溶解在4mL去离子水中。将此溶液滴加进混合溶液A中，强力搅拌半小时，获得溶液B。称取2mmolKF.2Η20固体，充分溶解在4mL的去离子水中，将其滴加进溶液B中，继续搅拌半小时。最后，将混合溶液平均转移至两个30mL聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，密封，置于160°C的烘箱中加热8小时，获得NaYF4核纳米粒子。量取1mL油酸、5mL乙醇和ImL去离子水充分搅拌，加入0.3gNa0H固体，在10mL烧杯中搅拌至溶液澄清透明。将第一步得到核纳米粒子混合液13mL加入其中，搅拌半小时。称取化学计量比的YbCl3.6Η20、ErCl3.6Η20(Yb:Er = 98:2)共计0.25mmol，溶解于2mL水中，滴加入烧杯。称取2mmol的KF.2H20固体溶解在2mL水中，滴加进烧杯中，继续搅拌半小时。分装进两个有聚四氟乙烯的高压反应釜，置于160°C的鼓风烘箱中加热8小时。获得表面修饰不饱和双键的核-壳NaYF4/NaYbF4:2% Er纳米粒子。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，尺寸分布均勾。
[0064](2)NaYF4/NaYbF4:2% Er纳米粒子与甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体共聚。在干净并干燥的50mL圆底单口烧瓶中加入0.0lg自由基引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)，2mL乙酸丁酯，1g MMA单体。在水冷回流的条件下，在65°C恒温水浴中进行预聚合，反应I小时。乙酸丁酯的量可在0-6mL之间调节，随着乙酸丁酯的量增加，预聚合时间增长。将0.1mmol纳米粒子分散在4mL乙酸丁酯中加入到预聚合的溶液中，温度升高至80°C，反应时间为45分钟，溶液由略微浑浊的初始状态变为完全透明澄清的粘稠液体，结束反应。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，复合聚合物的聚合度为50%。
[0065](3)利用步骤(2)中制备的复合聚合物制备光波导放大器。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。首先，在表面生长有2 μπι厚二氧化硅的硅衬底上用3000转/分的转速旋涂PMMA (商用，分子量为20000)薄膜，旋涂时间为30秒，并在120°C下固化2小时，得到下包层薄膜。在下包层薄膜上蒸发铝膜，铝膜的厚度为80nm，并在其上涂覆BP212光刻胶(厚度3 μ m)。将此样品置于光刻机上，用365nm紫外光进行照射(掩膜版的形状为条形直波导，尺寸是1cmXlOcm，透光区即形成长条形直波导图案的区域宽度为7 μ m)，曝光时间为7秒，从而将长条形直波导放大器图形转移到光刻胶上。去除掩膜版，将曝光后的样品用NaOH的水溶液(NaOH与去离子水的配比为0.5g:10mL)进行显影，显影时间是60秒，通过显影将波导上面的已曝光的光刻胶和其下面的铝膜去除，露出PMMA聚合物薄膜。然后再在氧气条件下进行感应耦合等离子体(ICP)刻蚀，在露出PMMA聚合物薄膜上得到PMMA凹槽(凹槽的深度与下包层厚度相同，为4μπι。因为光刻胶也为有机物，在这个过程中由于掩膜版的遮挡而未曝光的光刻胶会被刻蚀掉)，再在NaOH水溶液中腐蚀掉先前被未曝光光刻胶覆盖的铝膜。然后再旋涂步骤(2)制备的复合聚合物填充凹槽作为波导放大器芯层，转速3000转/分，旋涂时间为30秒，在并在100°C下固化2.5小时，制备倒脊形光波导放大器。再在器件上用3000转/分的转速旋涂PMMA (商用，分子量为20000)薄膜，旋涂时间为30秒，并在120°C下固化2小时，得到4 μ m厚的上包层薄膜，从而完成光波导放大器件的制备。图10为以表面修饰不饱和双键的核-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。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照片。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。
[0066]实施例3
[0067](I)利用沉淀法制备表面无聚合活性基团的Y2O3 = Er纳米粒子，稀土纳米粒子的基质为氧化物Y2O3，未掺杂敏化剂离子，即敏化剂离子的掺杂量为0%，发光中心离子为Er3+，浓度为1%。具体合成步骤如下:将Immol稀土氯化盐RECl3.6H20(稀土氯化盐为两种氯化盐的混合物，其中99% YCl3,1 % ErCl3)溶解在20mL去离子水中形成透明澄清的溶液，在搅拌的条件下，缓慢滴加质量分数10%的NaOH溶液5mL，形成絮状沉淀。将溶液及沉淀转移到30mL聚乙烯内衬的反应釜中，200°C下水热退火12小时后，冷却至室温，离心后获得Y2O3:Er纳米粒子。图12为利用沉淀法制备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。
[0068](2)在Y2O3 = Er纳米粒子表面修饰聚合活性的环氧基团。将0.25mmol的Y2O3 = Er纳米粒子分散在1mL四氢呋喃(THF)中形成溶液A。5g甲基丙烯酸环氧丙酯溶解在1mLTHF中形成溶液B。在搅拌的条件下将A滴加入溶液B中，持续搅拌2小时。利用氮气将THF吹出，使溶液体积为4mL。
[0069](3)在干净并干燥的50mL圆底单口烧瓶中加入1mL双酚A与环氧氯丙烷混合溶液(摩尔比为1:6)，升温至50°C，加入0.0lg溴化季铵盐，使反应物醚化，反应时间为30分钟。加入⑵中的表面修饰聚合活性的环氧基团的Y2O3 = Er纳米粒子溶液4mL，保持在50°C，加入10%的NaOH溶液5mL，反应30分钟，静置I小时，除去上层清液，得到产物，将其溶解在5mL环戊酮中，得到粘稠的液体C，获得带有环氧基团的复合聚合物，聚合度46%。
[0070](4)在干净并干燥的50mL圆底单口烧瓶中加入1mL商用光敏性环氧树脂SU-8，在