集成光路或者集成光学器件中为了弥补光信息处理和传输过程中的光损耗，需要集成能够起放大光信号作用的平面有源光波导元件。稀土离子Nd³⁺的跃迁⁴F_3／2→⁴I_13／2，发射波长为1.34μm，对应第二标准通讯窗口波长，也是SiO₂光纤（或平面波导）色散等于零的传输窗口，同时也是聚合物光纤（或平面波导）的最低损耗传输窗口。 本文在系统叙述有源光波导材料进展、前景和面临的主要问题基础上、合成并研究了钕二元和三元配合物的近红外光谱性质；应用溶胶-凝胶技术，以VTES为先驱体，分别采用物理掺杂的方法将Nd（TTA）₃（TPPO）₂掺入乙烯基改性SiO₂薄膜中和原位合成技术在乙烯基改性SiO₂薄膜中合成了NdQ₃；应用无水溶胶-凝胶技术，以SiCl₄、ZrCl₄、C₂H₅OH等为原料，研制了可望用于有源光波导基质材料的低羟基含量ZrO₂-SiO₂二元系统凝胶玻璃。 合成了Nd（AcAc）₃2H₂O、Nd（TFA）₃2H₂O、Nd（HFA）₃2H₂O、Nd（DBM）₃H₂O、Nd（AcAc）₃Phen、Nd（TFA）₃Phen、Nd（HFA）₃Phen、Nd（DBM）₃Phen、Nd（TTA）₃（TPPO）₂、Nd（HFA）₃（TPPO）₂、Nd（AcAc）₄HPy、Nd（TTA）₄HPy、NdQ₃等一系列二元和三元配合物，研究了有机配体、协同试剂、基团取代等对配合物的发光有效带宽、强度的影响。发光光谱研究表明，由于协同试剂的参与，屏蔽了水分子参与配位，降低了羟基（OH）对钕离子激发态能级⁴F_3／2的猝灭，三元配合物的荧光强度均比二元配合物强，其中配合物Nd（TTA）₃（TPPO）₂在1340nm处的荧光强度最强，适合作为掺杂的光学活性物质，来制备有源光波导材料；在有水工艺条件下，单纯地氟化配体未必能提高钕配合物的近红外发光性能。 在研究钕二元和三元配合物荧光性质的基础上，研制了Nd（TTA）₃（TPPO）₂（预掺杂）和NdQ₃（原位合成）掺杂有机改性凝胶玻璃薄膜。488nm光激发下，观察到薄膜中钕的发光，与纯配合物粉末荧光相比，峰形变化不大，表明配体对钕起着有效的包裹和保护作一⑩浙江大学硕士学位论文用，Nd3+离子的配位环境受基质的影响很小。而且我们还发现8一夯基啥琳与钦离子之间存在能量传递，能间接激发钱离子。 材料中的残余羚基（OH）可强烈碎灭近红外发光，为有效降低材料中的羚基含量，采用无水瘩胶一凝胶工艺制备了5102、5102一ZrO:凝胶玻璃，用红外光谱对其结构进行了表征，并且估算了510:凝胶玻璃中的Si一OH含量。结果发现，通过无水溶胶一凝胶工艺制备的凝胶玻璃比有水工艺具有更低的si一OH含量。510犷ZrO:二元凝胶玻璃的折射率与ZrO:含量基本上成线性关系，而且适当的热处理有利于折射率的提高。经150 OC热处理的5102一ZrO:二元系统凝胶玻璃，其折射率可因zro:含量的改变，实现在1.438一1.546范围内调控。