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胶体量子点材料是近几年来科研工作者们所关注的热点材料。因为与相应的体材料相比,它具有更为优异的电学和光学性质。例如:具有较宽的吸收光谱、较窄的发射光谱、较高的量子产额、较好的光学稳定性等。另外,由于量子限域效应,量子点吸收和发光光谱具有很强的尺寸依赖特性。而在众多的量子点材料中,PbSe量子点由于具有较大的玻尔半径(大约是46nm)、较强的量子限域效应和较宽的辐射范围等优异性质,从而获得越来越多的关注。另外,光纤在光纤通信方面,具有容量大,衰减小,体积小和防干扰性能好等优点;在光纤传感方面具有结构紧凑、灵敏度高等优点,从而受到广泛关注。本论文就将PbSe量子点和光纤结合起来,成功的制作成了PbSe量子点液芯光纤。研究PbSe量子点的荧光在光纤中传导后的输出光谱特性,我们叫做导向的自发辐射(guided spontaneous emission,简称GSE)。包括在光纤参数以及外界温度变化下的光谱特征。理论上建立了模型,在三能级系统近似下,得到了光在光纤中的功率演化方程,利用数值模拟方法得到了与实验数据相一致的结果,这为实验结果提供了一定的理论支持。最后,研究了在外界温度变化情况下的GSE光谱性质。这些研究在光纤通信方面、光纤放大器以及光纤传感器的研制方面具有一定的应用前景。论文主要内容如下:一、我们采用胶体化学法合成了不同尺寸的胶体PbSe量子点,并进行了TEM,XRD表征,其荧光量子产额可以达到89%。最后我们测量了不同尺寸的量子点的吸收(absorption,简称A b s)光谱以及发光(photoluminescence,简称PL)光谱,证实了量子点的禁带宽度是尺寸依赖的。二、我们将PbSe量子点中光的吸收与辐射过程近似为一个三能级系统,通过三能级系统的速率方程和光在光纤中的传播方程,建立了理论模型。模拟计算了在不同光纤参数影响下的光谱特征,这些参数包括光纤长度、光纤直径、量子点掺杂浓度和泵浦功率。最为重要的是,我们在模拟计算中考虑到了多种因素的影响,例如非辐射的俄歇复合、量子点的发光效率、光纤的模式泄露等。最后将理论结果与法国Hreibi小组的实验结果进行对比,得到了很好的一致,证明了我们理论模型的实用性。三、我们开展了对1.55μm通信窗口的量子点液芯光纤的研究。为此我们选用了尺寸为4.5nm的PbSe量子点。将合成好的PbSe量子点溶液灌装到空芯光纤中,封好。设计了实验方法并搭建光路,测试了在不同光纤参数影响下的GSE光谱,这些参数包括光纤长度、量子点掺杂浓度以及泵浦功率。另外,我们还对比了同样的PbSe量子点分别溶于甲苯和四氯乙烯溶剂中,做成的液芯光纤的GSE光谱的不同性质,详细分析了造成这种结果的主要原因。最后利用第四章建立的理论模型进行了理论模拟,与实验符合得很好。四、我们研究了两种尺寸的PbSe量子点液芯光纤在外界温度变化情况下的GSE光谱特征。包括光谱的峰值位置和峰值强度对温度的变化情况。最后从理论和实验的角度分析了产生这种现象的原因。这项研究在光纤温度传感器的研制方面具有一定的应用价值。