引 言

　　偏振器件是重要的光學(xué)器件之一。目前已有的各 種各樣的偏振元件(如格蘭棱鏡、尼科耳棱鏡、二向色 薄膜、金屬線柵、干涉薄膜等)已廣泛應(yīng)用于光隔離 器、光調(diào)整器、光轉(zhuǎn)換開關(guān)等，但它們都具有體積大、效 率低、造價(jià)高等缺點(diǎn)。光電通信的發(fā)展迫切需要一些 體積小、重量輕且效率高的微偏振元件，因此，研究開 發(fā)一些新型的微偏振器件是非常必要的。

　　近年來(lái)，由于金屬納米線/復(fù)合結(jié)構(gòu)體系具有不同 于塊體材料的光學(xué)特性，其制備和光學(xué)特性引起了人 們很大的興趣¨。 。在鈷納米線/陽(yáng)極氧化鋁膜復(fù)合體 系的研究方面，國(guó)外的SHINGUBARA等人 在陽(yáng)極 氧化鋁膜的微孑L中沉積了鈷納米線，研究了鈷納米線 長(zhǎng)徑比與其磁性的關(guān)系;國(guó)內(nèi)的u等人 通過(guò)改變沉 積液的pH值，在陽(yáng)極氧化鋁模板中用交流電化學(xué)沉 積的方法制備出了不同晶體結(jié)構(gòu)的鈷納米線陣列。這些工作主要集中在鈷納米線的制備和磁性方面，對(duì)于 含鈷陽(yáng)極氧化鋁膜納米復(fù)合體系光學(xué)特性尤其是偏振 特性方面，還鮮有報(bào)道。

　　本文中以陽(yáng)極氧化鋁膜為模板，采用交流電沉積 的方法，制備了含鈷陽(yáng)極氧化鋁膜，制備了測(cè)試樣品， 測(cè)得了含鈷陽(yáng)極氧化鋁膜的透射光譜，并重點(diǎn)研究了 不同入射角度下的偏振光譜。

　　1樣品制備及測(cè)試方法

　　取純度為99.99%的單晶鋁片，分別放入丙酮和 乙醇中，用超聲波振蕩器清洗以除去表面油污;用去離 子水反復(fù)沖洗，然后進(jìn)行陽(yáng)極氧化。氧化所采用的電 解液為硫酸溶液，0.4mol/L，氧化電壓為25V。氧化結(jié) 束后，將樣品放入磷酸中擴(kuò)孔，磷酸濃度為0.3mol/L， 擴(kuò)孔溫度為30~C，時(shí)間為5min。擴(kuò)孔處理后，采用交 流電鍍的方法用硫酸鈷電解液在孔的底部電鍍鈷柱， 電源頻率為50Hz，電壓為20V，其中電解液的組成是： CoSO ·7H：O為40g/L，硼酸為40 L;沉積時(shí)間為 25min，反應(yīng)在0℃下進(jìn)行。反應(yīng)結(jié)束后，將樣品放入 去離子水中煮沸，這樣在膜表面會(huì)形成一層水封膜;再 將樣品放入CuC1：溶液中浸泡，除掉鋁基底，這樣得到 了含鈷陽(yáng)極氧化鋁膜。

　　采用參考文獻(xiàn)[6]中的測(cè)試樣品制備方法，將樣 光比。 品固定在兩塊直角棱鏡( =1.67)之間，利用溴代萘 (n=1.65)作為膠合劑，LaK2玻璃、溴代萘與陽(yáng)極氧 化鋁膜的折射率(n =1.6)相近，這樣可以盡量減少玻璃和氧化鋁膜界面之間的光學(xué)損耗 。測(cè)試樣品 的透射光譜和偏振光譜均在UV-3101PC型分光光度 計(jì)上完成，其中偏振光譜采用雙光路同向起偏的方法 完成采集 。

　　2結(jié)果與分析

　　對(duì)含鈷陽(yáng)極氧化鋁膜樣品進(jìn)行了x射線衍射圖 譜表征，發(fā)現(xiàn)在2 分別為41.6。和44.8。時(shí)，存在兩個(gè) 明顯的衍射峰，分別對(duì)應(yīng)六角密堆積結(jié)構(gòu)co(100)和 面心立方結(jié)構(gòu)(111)晶面衍射峰，且C0(100)峰在這 兩個(gè)峰中占主導(dǎo)，這說(shuō)明陽(yáng)極氧化鋁膜上生成的co 為面心立方和六角密堆積共存的結(jié)構(gòu) J，且鈷納米線 具有一定的結(jié)晶取向。 測(cè)試樣品的透射光譜如圖1所示。由圖1可以看 出，樣品在可見光波段的透射較小，而在近紅外波段， 含鈷陽(yáng)極氧化鋁膜有較好的透射，且隨著波長(zhǎng)的增加， 含鈷陽(yáng)極氧化鋁膜透射率逐漸增大。

　　為測(cè)試含鈷陽(yáng)極氧化鋁膜偏振特性的入射角度 效應(yīng)，制備了結(jié)構(gòu)角為3O。和45。的兩塊玻璃棱鏡。 含鉆陽(yáng)極氧化鋁膜的偏振光譜曲線如圖2所示，曲 線a和曲線b分別為人射角是30。和45。時(shí)s分量的 透射率;曲線c和曲線d分別為人射角是30。和45。 時(shí)P分量的透射率。由圖中曲線可以看出：(1)樣品 在近紅外波段表現(xiàn)出良好的偏振特性;(2)隨著入射 角的增加，P分量和s分量的透射率均逐漸減小，但P 分量和s分量損耗的機(jī)理不同：s分量的損耗主要源 于界面處的反射損耗;p分量的損耗主要是由于樣品 的吸收。所以當(dāng)入射角增大時(shí)，s分量和P分量的透 射率均下降;(3)曲線在1670rim和2170nm附近的 波動(dòng)是由于膠合劑溴代萘的吸收所致，由于P分量 和s分量在此處均有波動(dòng)，所以這并不影響樣品的消光比。

　　.

　　另外，還研究了入射角對(duì)含鈷陽(yáng)極氧化鋁膜消光 比的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，含鈷陽(yáng)極氧化鋁膜的消光比隨入射角的增加而提高。表1中給出光纖通信和大 氣探測(cè)典型波長(zhǎng)下入射角分別為3O。和45。時(shí)樣品的 消光比.

　　由表1可以看出，含鈷陽(yáng)極氧化鋁膜在1300nm， 1550nm，2000nm和2400nm時(shí)有較好的消光比，并且 消光比隨入射角的增加而明顯增大。入射角為30。 時(shí)，樣品在以上幾個(gè)波長(zhǎng)的消光比分別為18.01dB， 13.77dB，10.26dB和9.23dB;而在入射角為45。時(shí)，樣 品在以上幾個(gè)波長(zhǎng)的消光比分別達(dá)到了21.68dB， 17.70dB。13.42dB和11.46dB。

　　3結(jié) 論

　　用電鍍的方法向陽(yáng)極氧化鋁膜中填人金屬鈷，形 成了鈷納米金屬陣列。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這種含鈷陽(yáng)極 氧化鋁膜在近紅外波段不但有較大的消光比，而且有 較好的透射率，其消光比隨著入射角的增大而顯著提 高。這種含鈷陽(yáng)極氧化鋁膜偏振器制作簡(jiǎn)單體積小， 在光電集成領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用前景。