具有金属纳米粒子和稀土离子掺杂复合体系的多孔石英玻璃光纤研究

项目名称： 具有金属纳米粒子和稀土离子掺杂复合体系的多孔石英玻璃光纤研究

项目编号： No.51302092

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 杨旅云

作者单位： 华中科技大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 贵金属纳米颗粒表面等离子体共振效应可有效增强附近离子的荧光。然而，受到表面等离子体波近场局域的限制，金属纳米颗粒与发光离子复合体系一般为层状结构或以混合相存在，因而限制了此效应在一维材料上的应用。本项目采用纳米多孔石英玻璃作为金属纳米颗粒和稀土离子载体，制备基于这种玻璃的金属纳米颗粒-稀土离子复合体系光纤，并研究金属纳米颗粒对稀土离子发光过程的影响。具体内容包括：研究多孔玻璃纳米孔结构对金属纳米颗粒尺寸、形貌及分布的影响；研究金属纳米颗粒掺杂玻璃的光学特性及其对稀土离子激发或弛豫过程的促进或抑制机理；揭示金属纳米颗粒对多孔玻璃中稀土离子能量传递动力学过程的影响；探索金属纳米颗粒-稀土离子复合体系微结构光纤制备技术并研究光纤中金属纳米颗粒和光纤结构对稀土离子的作用机制。基于上述研究，将有助于揭示金属纳米颗粒对稀土离子发光过程的影响，并为等离子体增强荧光效应在光纤材料中的应用开辟新的研究方向。

中文关键词： 表面等离子体；等离子体荧光增强；金属纳米粒子；稀土离子；微结构光纤

英文摘要： The Surface Plasmon Resonance（SPR）effect of the metal nanoparticles can significantly enhance the fluorescence of the surrounding ions. However, restricted at near field of the surface plasma waves, the composite system of the metal nanoparticles and the light-emitting ions are generally layer-structured, or in a mixed phase, thus limiting the application of this effect in one-dimensional materials. The project uses nano-porous silica glass as a carrier of metal nanoparticles and rare earth ions， preparing composite system optical fiber based on a kind of glass doped with nanoparticles and rare earth ions,and study the influence of metal nanoparticles on the luminescence of rare earth ions . The contents includes: studying the influence of pore structure of porous glass on size, shape and distribution of metal nanoparticles; Studying the optical properties of glass doped with metal nanoparticles and rare earth ions;studying the influence of metal nanoparticles on the excitation or relaxation processes; investigation of the influence of metal nanoparticles on energy transfer kinetic processes of rare earth ions in the porous glass; exploring the technology of preparation of microstructure optical fibers with composite system of metal nanoparticles and rare earth ions; studying the mechanism of action of met

英文关键词： surface plasmon；plasmonic enhanced fluorescence；metal nanoparticles；rare earth ions；microstructured fibers