Page 91 - 《精细化工》2023年第5期

第 5 期 王 玉，等: RhB-PEGDA/ETPTA 光子晶体复合膜对 RhB 的荧光偏振性能调控 ·1011·

然后，为了具体确定空白膜和 PBG 匹配发射峰 6.94 μm 时，复合膜的 PBG 对发射光荧光偏振的调
的复合膜的荧光偏振态，在检测器前分别放置了 1/4 控效果最佳，r 值为 0。当光子晶体层超过该厚度时，
波片和线偏振片，如图 5d 所示。其中，1/4 波片（波 对应的荧光光谱图应与光子晶体层厚度为 6.94 μm 时
长范围：400~700 nm）的快轴方向与荧光强度最大 一致，且 r 值为 0。
方向的偏振方向一致。旋转检测器前的偏振片 0°、
90°，分别对应 0°偏振、90°偏振的荧光强度。从图
5e 和 f 可以看出，随着检测器前偏振片旋转角度的
改变，空白膜的荧光强度有所变化，但没有消光现
象，r 为 0.12；而与发射峰 PBG 匹配的复合膜的荧
光强度几乎没有变化，判断出空白膜的荧光偏振态
是部分椭圆偏振态，而 PBG 与发射峰匹配的复合膜
的荧光偏振态是无偏振态，r 为 0。综上所述，PBG
与发射峰相匹配的光子晶体复合膜的荧光偏振态与
空白膜不同，说明 PBG 成功对复合膜的出射荧光偏
振态产生了调控作用。
2.4 RhB-PEGDA/ETPTA 光子晶体层厚度对荧光
偏振性能调控的影响
[24]
三维光子晶体的禁带强度与其厚度有直接关系 。
因此，本文探究了当 PBG 与发射峰波长匹配时，光
子晶体层厚度对荧光偏振调控的影响。首先，通过
改变浸渍-提拉循环次数构筑了不同厚度平均粒径
为 270 nm 的 SiO 2 光子晶体模板，制备了相应厚度
的具有反蛋白石结构的 RhB-PEGDA/ETPTA 光子晶
体复合膜，然后对复合膜进行了截面 SEM 和荧光光
谱表征。图 6a 是不同光子晶体层厚度的复合膜截面
SEM 图（光子晶体层的厚度在扫描电子显微镜仪器测
试过程中测量得到），从左至右依次为以浸渍循环-
提拉 1~6 次得到的 SiO 2 光子晶体模板制备的复合
膜。可以看出，随着浸渍-提拉次数的增加，反蛋白
石结构的光子晶体层的厚度也随之增加，得到的反
蛋白石结构清晰可见、孔洞刻蚀明显、排列有序紧
密。图 6b 是不同光子晶体层厚度的复合膜在 5°下
的反射光谱。为匹配 45°下复合膜发射峰 PBG（595
nm），根据布拉格公式计算出 5°下复合膜的 PBG 应在
790 nm 处。由图 6b 可以看出，复合膜在 790 nm 处
出现反射峰，其源自 PBG，随着光子晶体层厚度的增
加，反射率逐渐提高，PBG 不断增强。当光子晶体层
厚度为 6.94 µm（5 次）时，反射率为 78%，而进一
步增加厚度时，PBG 的反射率增幅减小。因此，浸
渍-提拉 5 次为最佳次数。对浸渍-提拉 1~5 次制备的
不同厚度的复合膜进行了偏振性能测试，结果见图
6c~g。可以看出，随着光子晶体层厚度的增加，PBG
对荧光偏振的调控作用增强，垂直于偏振方向（0°
偏振）和平行于偏振方向（90°偏振）对应的荧光强
度逐渐趋于一致，r 逐渐减小至 0。当复合膜的 PBG
与 RhB 的荧光发射峰波长相匹配，光子晶体层厚度为