CN108288813A - 基于金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点光纤放大器及其制备方法 - Google Patents

基于金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点光纤放大器及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点光纤放大器及其制造方法。利用熔锥型光纤作为渐逝波放大的放大光纤，在熔锥区外面先镀上金属纳米颗粒薄膜，再涂覆上PbS量子点半导体纳米材料，从而实现基于金属表面等离子共振增强效应的纳米半导体材料的渐逝波光纤放大效果。首先制作1×1熔锥光纤器件，接着制备金属纳米颗粒和PbS量子点半导体材料，再在光纤锥区表面通过化学生长法镀上金属膜以及涂覆量子点半导体材料，从而制成渐逝波放大光纤，最后制成放大器系统。本发明PbS量子点光纤放大器，具有光谱宽，体积小，价格低廉，性能稳定，增益高等特点，可广泛应用于长距离、大容量、高速率的通信系统的光信号放大。

Description

基于金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点光纤放大器 及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种光纤放大器及其制备方法，特别是涉及一种纳米量子点光纤放大器及其 制备方法，应用于通信技术和纳米材料制备的技术领域。
背景技术
光通信的发展对光纤放大器性能方面提出了新的要求，要求它向宽光谱、高增益、低噪 声的方向发展。目前，使用的光纤放大器大多都是掺稀土光纤放大器，如掺铒光纤放大器。 近年来，学者们提出多种方法用以增加光纤放大器的增益带宽，比如将掺杂不同稀土元素的 放大器串接起来、采用双包层掺杂稀土光纤等。即便如此，掺天然元素的光纤放大器的技术 潜力实际上已经穷尽。为了满足现代光通信不断发展的需要，亟待寻找一种新型的光纤放大 器，这种放大器应当具有更宽的带宽、更高的增益和更低的噪声。近年来，人工纳米晶体材 料发展迅猛，理论研究和试验探索表明量子点可作为良好的光增益和放大介质。
半导体量子点，是一种新型的有源材料。鉴于量子点强荧光等光学特性，采用半导体量 子点作为有源物质，可以实现较大的增益窗口，并且可以灵活的调整窗口的位置。同时，相 对于自然界珍贵的稀土元素，采用半导体量子点制备有源光纤，并用于制备光纤放大器，光 纤激光器等，可以节省成本。
纳米金属材料具有许多传统材料无法媲美的独特的光学与电学性质，在材料科学、生命 科学与纳米光子学领域具有广泛的应用前景。当光场等外电场作用于Au、Cu、Ag等金属时， 金属表面或界面上形成感应电荷。当金属颗粒粒径远远小于入射波长，且颗粒固有振荡频率 和入射波长相近时，产生表面等离子体共振效应。研究人员发现利用金属纳米颗粒的表面等 离子共振对荧光的增强效应可以提高荧光分子的荧光强度，但未见有将其应用于光纤放大器 的相关报道。
发明内容
为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种基于金 属表面等离子共振增强效应的PbS量子点光纤放大器及其制备方法，利用表面等离子共振对 量子点荧光强度增强的作用，制作新型量子点光纤放大器，具有光信号的放大功能，可解决 掺杂稀土光纤必须使用米级的长光纤实现光信号放大的问题，通过厘米级的较短的光纤实现 光信号放大；本光纤放大器具有宽带特性，可以通过改变PbS量子点的尺寸来改变放大波段， 是普通掺铒光纤带宽的3～5倍；本发明基于金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点光纤 放大器是在已有的量子点光纤放大器基础上结合纳米金属颗粒的表面等离子共振效应，极大 地增强了量子点荧光效果以达到较高的放大增益；本发明采用的PbS量子点是通过高分子修 饰后的纳米半导体材料，具备更优秀的器件稳定性；本发明根据已有的光纤制备技术，结合 纳米制作技术和工艺方法，在光纤的制作技术和工艺流程方面，提出一套实用可行的基于金 属表面等离子共振增强效应的PbS量子点光纤放大器制造方法。
为了达到上述发明目的，本发明采用如下构思：
本发明提出一种基于金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点光纤放大器，它是基于 纳米材料技术、半导体理论、金属表面等离子共振理论和光纤渐逝波理论，采用熔锥光纤作 为光纤渐逝波放大的放大光纤，并在熔锥表面镀上金属纳米颗粒后再涂覆纳米级半导体材料 实现的。
根据上述发明构思，本发明采用如下技术方案：
一种基于金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点光纤放大器，由宽泵浦光源、信号 光源、波分复用器、渐逝波放大光纤与隔离器连接构成，各模块之间由用于通光的单模光纤 相连接，渐逝波放大光纤中段具有颈缩式双锥结构的锥区光纤本体，形成1×1熔锥光纤锥区， 在1×1熔锥光纤锥区表面上制备金属纳米颗粒薄膜后，再在金属纳米颗粒薄膜之上制备PbS 量子点半导体纳米材料薄膜，形成纳米颗粒耦合膜包裹的复合功能层，能在复合功能层和1×1 熔锥光纤锥区的界面区域附近产生金属表面等离子共振增强效应，通过不大于100厘米的厘 米级的光纤实现光信号放大，渐逝波放大光纤的1×1熔锥光纤锥区两端分别一体连接输入光 纤部分和输出光纤部分，宽泵浦光源和信号光源输出的光波长不同，宽泵浦光源和信号光源 分别对应与波分复用器的不同输入端口连接，波分复用器的输出端口与渐逝波放大光纤的输 入光纤部分的端部连接，渐逝波放大光纤的输出光纤部分的端部与隔离器的输入端连接，隔 离器用来隔离泵浦光。
作为本发明优选的技术方案，PbS量子点半导体纳米材料薄膜的边缘覆盖搭接在1×1熔 锥光纤锥区表面上或者渐逝波放大光纤中段的1×1双锥结构两端的光纤本体外表面上。
优选上述PbS量子点半导体纳米材料薄膜的边缘接近渐逝波放大光纤中段的1×1双锥结 构的颈缩起始点位置。
作为本发明优选的技术方案，上述渐逝波放大光纤的光纤本体为单模光纤，金属纳米颗 粒薄膜通过化学方法覆盖在1×1熔锥光纤锥区表面，PbS量子点半导体纳米材料薄膜通过涂 覆法包裹在1×1熔锥光纤锥区之外，形成内外层纳米颗粒膜复合层耦合结构。
作为本发明优选的技术方案，波分复用器为1550nm/980nm波分复用器，泵浦光源为波 长1980nm光源，信号光源为波长1550nm光源。
上述PbS量子点半导体纳米材料薄膜优选采用PbS量子点经含羧基或氟链的高分子修饰 后的溶胶凝胶材料制成。
上述金属纳米颗粒薄膜优选采用金属纳米颗粒溶胶凝胶材料制成。
一种本发明基于金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点光纤放大器的制备方法，包 括如下步骤：
(1)采用熔融拉锥法，结合化学腐蚀法，拉制单锥光纤，制备具有双锥结构的1×1熔锥 光纤器件；作为本发明优选的技术方案，使用拉锥仪器，将不低于100cm长度的光纤的中间 部分去掉涂覆层，用酒精擦拭干净后，将光纤放入熔接机用夹具固定光纤，采用熔融拉锥法 制备出了具有双圆锥形状的颈缩式双锥光纤，拉制长度为2-3cm的锥区，并用U形槽封装固 定光纤，作为1×1熔锥光纤器件备用；
(2)分别制备金纳米颗粒溶胶凝胶和PbS量子点半导体纳米材料，采用化学方法，在步 骤(1)中制备的1×1熔锥光纤器件的锥区表面制备金属纳米颗粒薄膜，通过化学和物理的方 法在金属纳米颗粒薄膜之上继续沉积PbS量子点半导体纳米材料薄膜，形成纳米颗粒耦合膜 包裹的复合功能层，得到能实现金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点半导体纳米材料 渐逝波放大光纤；
(3)把宽泵浦光源、信号光源、波分复用器、渐逝波放大光纤与隔离器通过单模光纤进 行连接，组装成厘米级的基于金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点光纤放大器，实现 光信号放大。
作为本发明优选的技术方案，PbS量子点光纤放大器的制备方法，在步骤(2)中，包括如下步骤：
a.制备金纳米颗粒：
a1.先将1-2g氯金酸粉末加入去离子水中，配成氯金酸质量浓度为1-2wt.％的氯金酸溶液， 并用同样方法配置柠檬酸三钠质量浓度为1-2wt.％的柠檬酸三钠溶液，用移液枪量取1-2ml 氯金酸溶液，再加入去离子水稀释至氯金酸质量浓度为0.01-0.02wt.％，并搅拌均匀，将稀释 的氯金酸溶液用微波炉加热至沸腾；
a2.在步骤a1中沸腾的氯金酸溶液中迅速加入0.5-1.5ml质量浓度为1-2wt.％的在步骤 a1中制备的柠檬酸三钠溶液，并继续置于微波炉中加热至沸腾，由此得到金纳米颗粒胶体；
b.制备PbS量子点半导体纳米材料：
b1.称取0.1-0.2g的S盛入装有10-20ml OLAm(油氨)的圆底烧瓶内，超声10-15分钟，然后通入N2进行鼓泡除氧，并将圆底烧瓶浸没120-140℃油浴中，用恒温磁力搅拌器在此温度下搅拌加热20-30分钟，在加热结束后，将圆底烧瓶移出油浴冷却至室温，继续进行N2鼓泡，得到S-OLA混合液；
b2.称取0.7-0.9g的PbCl2盛入装有7-8ml OLAm的两口圆底烧瓶内，超声10-15分钟， 然后通入N2进行鼓泡除氧，并将两口圆底烧瓶浸没120-140℃油浴中，用恒温磁力搅拌器在 此温度下加热搅拌30-35分钟，形成PbCl2-OLAm悬浮液；
b3.将恒温磁力搅拌器温度设置为不低于120℃，使在步骤b2中制备的PbCl2-OLAm悬浮 液温度降到120℃。当PbCl2-OLAm悬浮液温度在120℃稳定后，使用3ml一次性注射器抽取 2-3ml在步骤b1中制备的S-OLA混合液，快速将其注射入PbCl2-OLA悬浮液中，然后在120℃ 生长至少20分钟，获得所需尺寸的PbS量子点；
b4.在步骤b3制备PbS量子点的反应结束后，立即向两口圆底烧瓶内加入10-15ml甲苯 和15-20ml乙醇进行萃取，将混合溶液盛入50ml的离心管放入高速离心机，在不低于8000 rpm转速下离心10-15分钟后，移出上层清夜，保留沉淀，然后向离心管中加20-25ml正己 烷，静置过夜，第二天将离心管放入离心机中，在不低于4000rpm转速下离心50-60分钟，移出沉淀，保留上层溶液，并利用真空旋蒸机进行旋蒸，获得PbS量子点固体，然后密封放入真空干燥箱进行干燥，最终用N2保存干燥的PbS量子点；
b5.将0.1mmol的4-氰基-4-(乙硫基硫代甲酰硫基)戊酸、5.1mmol的聚乙二醇甲基丙烯酸 酯(Mn＝475)、3.5mmol的琥珀酸单[2-[(2-甲基-丙烯酰基)氧]乙基]酯、1.5mmol的2,2,2-三氟 乙基甲基丙烯酸酯和350mg的DMF作内参，溶于7mL二氧六环中，然后将混合物在冰水浴 中鼓泡除氧30-40分钟，然后转移至70-80℃油浴中，温度稳定以后，用微量注射器加入到经 过除氧的含4-5mg AIBN的DMF溶液中，反应14-15h，通过核磁计算出单体的转化率为100％， Mn＝34590，合成制备得到含15-20wt.％氟共聚高分子的产物。
b6.按照摩尔比10：1的比例，将过量的在步骤b5中制备的含氟共聚高分子的产物及在 步骤b4中制备的PbS量子点溶于甲苯中，在N2保护下室温避光搅拌过夜，然后旋蒸除掉甲 苯，加入乙醇，超声至少30分钟，得到溶解于乙醇的PbS量子点乙醇溶液；
c将金纳米颗粒镀在光纤锥区表面：
c1.将再步骤(1)中拉制好的锥区浸泡在由3-5ml H2O2和9-10ml的质量浓度不低于70wt.％的浓硫酸混合而成的食人鱼溶液中，进行羟基化30-40分钟；
c2.用乙醇清洗浸泡经过步骤c1羟基化处理后的光纤锥区，然后浸泡在9-10ml乙醇、0.5-1 ml去离子水和0.5-1ml的3-氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂的混合溶液中30-40分钟；
c3.用乙醇清洗浸泡经过步骤c2浸泡处理后的光纤锥区，然后浸泡在在步骤a2中制备好 的金纳米颗粒胶体中12-13h，然后取出清洗，在光纤锥区表面制备金纳米颗粒薄膜；
d.采用溶胶—凝胶涂覆法结合量子点和锥区：
d1.将1-2mL质量浓度不高于20wt.％的稀盐酸、14-15mL正硅酸乙酯和48-49mL甲基 三乙氧基硅烷以及29-30mL乙醇加入烧瓶中，在N2保护下，保持温度50-60℃进行加热至少 24h，制备二氧化硅溶胶凝胶；
d2.按照在步骤d1中二氧化硅溶胶凝胶与在步骤b6中制备的PbS量子点乙醇溶液的质 量比为1:45-50的比例，将二氧化硅溶胶凝胶与PbS量子点乙醇溶液进行混合，超声30-40分 钟，得到量子点涂覆溶液；
d3.将具有在步骤c3中制备的光纤锥区表面制备金纳米颗粒薄膜的放大光纤器件固定在 其两个定滑轮上，光纤一端与一个合适重量的重物相连，重物为10-11g，另一端与提拉机相 连，将配置好的PbS量子点涂覆溶液滴在圆规尖头，通过微调圆规尖头的位置将裸锥一端浸 入圆规尖头的量子点涂覆溶液中；
d4.设置提拉机速度为19-20cm/分钟，打开提拉机开关开始涂覆，当圆规尖头到达裸锥另 一端时，关掉开关，移出圆规，等待3-4分钟使刚刚涂覆上的膜老化，重复上述步骤4-5次， 然后将其放置老化至少一周，制备完成光纤放大器件，得到能实现金属表面等离子共振增强 效应的PbS量子点半导体纳米材料渐逝波放大光纤。
本发明方法的原理如下：
本发明基于金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点光纤放大器的放大机理在于，利用 熔锥型光纤作为光纤渐逝波放大的放大光纤，并在锥区外层镀上金属纳米颗粒并涂覆PbS量子 点纳米级半导体材料实现的。
首先，离子体通常指由密度相当高的自由正、负电荷组成的气体，其中正、负带电粒子 数目几乎相等。把金属表面的价电子看成是均匀正电荷背景下运动的电子气体，这实际上也 是一种等离子体。当金属受电磁干扰时，金属内部的电子密度分布会变得不均匀。因为库仑 力的存在，会将部分电子吸引到正电荷过剩的区域，被吸引的电子由于获得动量，故不会在 引力与斥力的平衡位置停下而向前运动一段距离，之后电子间存在的斥力会迫使已经聚集起 来的电子再次离开该区域。由此会形成一种整个电子系统的集体震荡，而库仑力的存在使得 这种集体震荡反复进行，进而形成的震荡称等离子震荡，并以波的形式表现，称为等离子波。
当光线入射到由贵金属构成的纳米颗粒上时，如果入射光子频率与贵金属纳米颗粒产生 的等离子波振动频率相匹配时，纳米颗粒会对光子能量产生很强的吸收作用，就会发生局域 表面等离子体共振现象。
同时，当泵浦光和信号光通过渐逝波半导体锥区时，一旦入射泵浦光子能量大于半导体 带隙，入射光子就会使半导体价带中的电子受激发而垂直跃迁进入导带，这样，当信号光通 过处于该状态的半导体纳米材料时，信号光就会得到放大。
在此基础上，将金属纳米颗粒薄膜和量子点纳米颗粒薄膜进行耦合后，由于共振现象的 存在，在金属纳米颗粒表面及附近区域产生了局域电磁场，这一增强的局域场最大处的场强 可以比入射场高达103倍，这使得位于金属纳米颗粒表面附近的发光分子的吸收激发速率得到 显著增强，从而极大提高了量子点的荧光强度。将耦合的薄膜作用于单模双锥结构上，在外 界泵浦的作用下理论上可以再次增强对信号光的放大效果。
由上，可以看出本发明的基于金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点光纤放大器是一 种集成化、增益谱宽、增益高且使用方便、价格低廉的新型光纤放大器。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
1.本发明实现基于金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点光纤放大器，结构上采用 的是单纤熔锥形式配以WDM和隔离器，相比已有的双纤耦合技术损耗更低，放大材料采用 PbS量子点，与掺杂稀土光纤放大器和其它类型量子点相比，它在带宽、体积、成本上更具 优势；
2.本发明采用量子点半导体作为放大材料，它的粒子跃迁不是发生在分立的能级之间， 而是产生于两个价带和导带能带之间，因而放大的谱宽要比掺杂稀土元素光纤要宽得多；
3.本发明利用PbS量子点的荧光峰在1550nm附近，与其他量子点相比更具现实意义；
4.本发明金属纳米颗粒的存在使激发光诱导金属表面自由电子分布形成等离子体，等离 子共振增强了金属表面附近的局域电场，为实现PbS量子点金属表面荧光分子的荧光增强提 供了条件；
5.本发明激发态荧光分子诱导产生的等离子体振荡场同样可以增强金属表面荧光分子 附近的局域电场，进而实现二次荧光增强，进而大大提高了本光纤放大器的增益效果；
6.本发明光纤放大器适合应用于各种距离、大容量、高速率的通信系统、接入网、FTTH、 军用系统等领域的光信号放大，也可用于光纤传感器领域的光信号放大。
附图说明
图1是本发明实施例一PbS量子点光纤放大器结构原理示意图。
图2是本发明实施例一的基于金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点放大光纤结构 示意图。
图3是本发明实施例三PbS量子点光纤放大器结构原理示意图。
具体实施方式
以下结合具体的实施例子对上述方案做进一步说明，本发明的优选实施例详述如下：
实施例一：
在本实施例中，参见图1和图2，一种基于金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点 光纤放大器，由宽泵浦光源1、信号光源2、波分复用器3、渐逝波放大光纤4与隔离器5连接构成，各模块之间由用于通光的单模光纤6相连接，渐逝波放大光纤4中段具有颈缩式双锥结构的锥区光纤本体，形成1×1熔锥光纤锥区41，在1×1熔锥光纤锥区41表面上制备金属纳米颗粒薄膜42后，再在金属纳米颗粒薄膜42之上制备PbS量子点半导体纳米材料薄膜43，形成纳米颗粒耦合膜包裹的复合功能层，能在复合功能层和1×1熔锥光纤锥区41的界面 区域附近产生金属表面等离子共振增强效应，通过不大于100厘米的厘米级的光纤实现光信 号放大，渐逝波放大光纤4的1×1熔锥光纤锥区41两端分别一体连接输入光纤部分44和输 出光纤部分45部分，宽泵浦光源1和信号光源2输出的光波长不同，宽泵浦光源1和信号光 源2分别对应与波分复用器3的不同输入端口连接，波分复用器3的输出端口与渐逝波放大 光纤4的输入光纤部分44的端部连接，渐逝波放大光纤4的输出光纤部分45的端部与隔离 器5的输入端连接，隔离器5用来隔离泵浦光，在其输出端得到隔离后的光信号。
在本实施例中，参见图2，PbS量子点半导体纳米材料薄膜43的边缘覆盖搭接在渐逝波 放大光纤4中段的1×1双锥结构两端的光纤本体外表面上。
在本实施例中，参见图2，渐逝波放大光纤4的光纤本体为单模光纤，金属纳米颗粒薄 膜42通过化学方法覆盖在1×1熔锥光纤锥区41表面，PbS量子点半导体纳米材料薄膜43通 过涂覆法包裹在1×1熔锥光纤锥区41之外，形成内外层纳米颗粒膜复合层耦合结构。
在本实施例中，参见图1，波分复用器3为1550nm/980nm波分复用器，泵浦光源1为波 长1980nm光源，信号光源2为波长1550nm光源。
在本实施例中，参见图2，PbS量子点半导体纳米材料薄膜43采用PbS量子点经含羧基 和氟链的高分子修饰后的溶胶凝胶材料制成，以展示更好的器件稳定性。金属纳米颗粒薄膜 42采用金属纳米颗粒溶胶凝胶材料制成。
在本实施例中，参见图1和图2，一种本实施例基于金属表面等离子共振增强效应的PbS 量子点光纤放大器的制备方法，包括如下步骤：
(1)采用熔融拉锥法，结合化学腐蚀法，拉制单锥光纤，制备具有双锥结构的1×1熔锥 光纤器件，步骤如下：
使用拉锥仪器，将100cm长度的光纤的中间部分去掉涂覆层，用酒精擦拭干净后，将光 纤放入熔接机用夹具固定光纤，采用熔融拉锥法制备出了具有双圆锥形状的颈缩式双锥光纤， 拉制长度为3cm的锥区，并用U形槽封装固定光纤，作为1×1熔锥光纤器件备用；
(2)分别制备金纳米颗粒溶胶凝胶和PbS量子点半导体纳米材料，采用化学方法，在步 骤(1)中制备的1×1熔锥光纤器件的锥区表面制备金属纳米颗粒薄膜，通过化学和物理的方 法在金属纳米颗粒薄膜之上继续沉积PbS量子点半导体纳米材料薄膜，形成纳米颗粒耦合膜 包裹的复合功能层，得到能实现金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点半导体纳米材料 渐逝波放大光纤，包括如下步骤：
a.制备金纳米颗粒：
a1.先将1g氯金酸粉末加入去离子水中，配成氯金酸质量浓度为1wt.％的氯金酸溶液，并 用同样方法配置柠檬酸三钠质量浓度为1wt.％的柠檬酸三钠溶液，用移液枪量取1ml氯金酸 溶液，再加入去离子水稀释至氯金酸质量浓度为0.01wt.％，并搅拌均匀，将稀释的氯金酸溶 液用微波炉加热至沸腾；
a2.在步骤a1中沸腾的氯金酸溶液中迅速加入0.5ml质量浓度为1wt.％的在步骤a1中制 备的柠檬酸三钠溶液，并继续置于微波炉中加热至沸腾，由此得到金纳米颗粒胶体；
b.制备PbS量子点半导体纳米材料：
b1.称取0.1g的S盛入装有10ml的油氨(OLAm)的圆底烧瓶内，超声10分钟，然后通入N2进行鼓泡除氧，并将圆底烧瓶浸没120-140℃油浴中，用恒温磁力搅拌器在此温度下搅拌加热20分钟，在加热结束后，将圆底烧瓶移出油浴冷却至室温，继续进行N2鼓泡，得到 S-OLA混合液；
b2.称取0.7g的PbCl2盛入装有7ml的OLAm的两口圆底烧瓶内，超声10分钟，然后通入N2进行鼓泡除氧，并将两口圆底烧瓶浸没120℃油浴中，用恒温磁力搅拌器在此温度下加热搅拌30分钟，形成PbCl2-OLAm悬浮液；
b3.将恒温磁力搅拌器温度设置为120℃，使在步骤b2中制备的PbCl2-OLAm悬浮液温度 降到120℃。当PbCl2-OLAm悬浮液温度在120℃稳定后，使用3ml一次性注射器抽取2ml在步骤b1中制备的S-OLA混合液，快速将其注射入PbCl2-OLA悬浮液中，然后在120℃生 长20分钟，获得所需尺寸的PbS量子点；
b4.在步骤b3制备PbS量子点的反应结束后，立即向两口圆底烧瓶内加入10ml甲苯和 15ml乙醇进行萃取，将混合溶液盛入50ml的离心管放入高速离心机，在8000rpm转速下离 心10分钟后，移出上层清夜，保留沉淀，然后向离心管中加20ml正己烷，静置过夜，第二天将离心管放入离心机中，在4000rpm转速下离心50分钟，移出沉淀，保留上层溶液，并 利用真空旋蒸机进行旋蒸，获得PbS量子点固体，然后密封放入真空干燥箱进行干燥，最终 用N2保存干燥的PbS量子点；
b5.将0.1mmol的4-氰基-4-(乙硫基硫代甲酰硫基)戊酸、5.1mmol的聚乙二醇甲基丙烯酸 酯(Mn＝475)、3.5mmol的琥珀酸单[2-[(2-甲基-丙烯酰基)氧]乙基]酯、1.5mmol的2,2,2-三氟 乙基甲基丙烯酸酯和350mg的DMF作内参，溶于7mL二氧六环中，然后将混合物在冰水浴 中鼓泡除氧30分钟，然后转移至70℃油浴中，温度稳定以后，用微量注射器加入到经过除 氧的含4mg的AIBN的DMF溶液中，反应14h，通过核磁计算出单体的转化率为100％， Mn＝34590，合成制备得到含15wt.％氟共聚高分子的产物。
b6.按照摩尔比10：1的比例，将过量的在步骤b5中制备的含氟共聚高分子的产物及在 步骤b4中制备的PbS量子点溶于甲苯中，在N2保护下室温避光搅拌过夜，然后旋蒸除掉甲 苯，加入乙醇，超声30分钟，得到溶解于乙醇的PbS量子点乙醇溶液；
c将金纳米颗粒镀在光纤锥区表面：
c1.将再步骤(1)中拉制好的锥区浸泡在由3ml的H2O2和9ml的质量浓度为70wt.％的 浓硫酸混合而成的食人鱼溶液中，进行羟基化30分钟；
c2.用乙醇清洗浸泡经过步骤c1羟基化处理后的光纤锥区，然后后浸泡在9ml乙醇、0.5ml 去离子水和0.5ml的3-氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂(APTMS)的混合溶液中30分钟；
c3.用乙醇清洗浸泡经过步骤c2浸泡处理后的光纤锥区，然后浸泡在在步骤a2中制备好 的金纳米颗粒胶体中12h，然后取出清洗，在光纤锥区表面制备金纳米颗粒薄膜；
d.采用溶胶—凝胶涂覆法结合量子点和锥区：
d1.将1mL质量浓度为20wt.％的稀盐酸、14mL正硅酸乙酯和48mL甲基三乙氧基硅烷以 及29mL乙醇加入烧瓶中，在N2保护下，保持温度50℃进行加热24h，制备二氧化硅溶胶凝 胶；
d2.按照在步骤d1中二氧化硅溶胶凝胶与在步骤b6中制备的PbS量子点乙醇溶液的质 量比为1:45的比例，将二氧化硅溶胶凝胶与PbS量子点乙醇溶液进行混合，超声30分钟， 得到量子点涂覆溶液；
d3.将具有在步骤c3中制备的光纤锥区表面制备金纳米颗粒薄膜的放大光纤器件固定在 其两个定滑轮上，光纤一端与一个合适重量的重物相连，重物为10g，另一端与提拉机相连， 将配置好的PbS量子点涂覆溶液滴在圆规尖头，通过微调圆规尖头的位置将裸锥一端浸入圆 规尖头的量子点涂覆溶液中；
d4.设置提拉机速度为19cm/分钟，打开提拉机开关开始涂覆，当圆规尖头到达裸锥另一 端时，关掉开关，移出圆规，等待3分钟使刚刚涂覆上的膜老化，重复上述步骤4次，然后 将其放置老化一周，制备完成光纤放大器件，得到能实现金属表面等离子共振增强效应的PbS 量子点半导体纳米材料渐逝波放大光纤。
(3)把宽泵浦光源、信号光源、波分复用器、渐逝波放大光纤与隔离器通过单模光纤进 行连接，组装成厘米级的基于金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点光纤放大器，实现 光信号放大。
本实施例实验测试分析：
对本实施例制备的基于金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点光纤放大器进行测 试，在隔离器5输出端得到的信号为光放大信号，开关增益达12dB，而泵浦光经放大器吸收 后的剩余泵浦光信号被隔离器隔离，成功实现了高增益的新型光纤放大器。
实施例二：
本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，一种基于金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点光纤放大器的制备 方法，包括如下步骤：
(1)采用熔融拉锥法，结合化学腐蚀法，拉制单锥光纤，制备具有双锥结构的1×1熔锥 光纤器件，步骤如下：
使用拉锥仪器，将50cm长度的光纤的中间部分去掉涂覆层，用酒精擦拭干净后，将光 纤放入熔接机用夹具固定光纤，采用熔融拉锥法制备出了具有双圆锥形状的颈缩式双锥光纤， 拉制长度为2cm的锥区，并用U形槽封装固定光纤，作为1×1熔锥光纤器件备用；
(2)分别制备金纳米颗粒溶胶凝胶和PbS量子点半导体纳米材料，采用化学方法，在步 骤(1)中制备的1×1熔锥光纤器件的锥区表面制备金属纳米颗粒薄膜，通过化学和物理的方 法在金属纳米颗粒薄膜之上继续沉积PbS量子点半导体纳米材料薄膜，形成纳米颗粒耦合膜 包裹的复合功能层，得到能实现金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点半导体纳米材料 渐逝波放大光纤，包括如下步骤：
a.制备金纳米颗粒：
a1.先将2g氯金酸粉末加入去离子水中，配成氯金酸质量浓度为2wt.％的氯金酸溶液， 并用同样方法配置柠檬酸三钠质量浓度为2wt.％的柠檬酸三钠溶液，用移液枪量取2ml氯金 酸溶液，再加入去离子水稀释至氯金酸质量浓度为0.02wt.％，并搅拌均匀，将稀释的氯金酸 溶液用微波炉加热至沸腾；
a2.在步骤a1中沸腾的氯金酸溶液中迅速加入1.5ml质量浓度为2wt.％的在步骤a1中 制备的柠檬酸三钠溶液，并继续置于微波炉中加热至沸腾，由此得到金纳米颗粒胶体；
b.制备PbS量子点半导体纳米材料：
b1.称取0.2g的S盛入装有20ml的OLAm的圆底烧瓶内，超声15分钟，然后通入 N2进行鼓泡除氧，并将圆底烧瓶浸没120-140℃油浴中，用恒温磁力搅拌器在此温度下搅拌 加热30分钟，在加热结束后，将圆底烧瓶移出油浴冷却至室温，继续进行N2鼓泡，得到S-OLA混合液；
b2.称取0.9g的PbCl2盛入装有8ml的OLAm的两口圆底烧瓶内，超声15分钟，然后通入N2进行鼓泡除氧，并将两口圆底烧瓶浸没140℃油浴中，用恒温磁力搅拌器在此温度下加热搅拌35分钟，形成PbCl2-OLAm悬浮液；
b3.将恒温磁力搅拌器温度设置为120℃，使在步骤b2中制备的PbCl2-OLAm悬浮液温度 降到120℃。当PbCl2-OLAm悬浮液温度在120℃稳定后，使用3ml一次性注射器抽取3ml在步骤b1中制备的S-OLA混合液，快速将其注射入PbCl2-OLA悬浮液中，然后在120℃生 长20分钟，获得所需尺寸的PbS量子点；
b4.在步骤b3制备PbS量子点的反应结束后，立即向两口圆底烧瓶内加入15ml甲苯和 20ml乙醇进行萃取，将混合溶液盛入50ml的离心管放入高速离心机，在8000rpm转速下离 心15分钟后，移出上层清夜，保留沉淀，然后向离心管中加25ml正己烷，静置过夜，第二天将离心管放入离心机中，在4000rpm转速下离心60分钟，移出沉淀，保留上层溶液，并 利用真空旋蒸机进行旋蒸，获得PbS量子点固体，然后密封放入真空干燥箱进行干燥，最终 用N2保存干燥的PbS量子点；
b5.将0.1mmol的4-氰基-4-(乙硫基硫代甲酰硫基)戊酸、5.1mmol的聚乙二醇甲基丙烯酸 酯(Mn＝475)、3.5mmol的琥珀酸单[2-[(2-甲基-丙烯酰基)氧]乙基]酯、1.5mmol的2,2,2-三氟 乙基甲基丙烯酸酯和350mg的DMF作内参，溶于7mL二氧六环中，然后将混合物在冰水浴 中鼓泡除氧40分钟，然后转移至80℃油浴中，温度稳定以后，用微量注射器加入到经过除 氧的含5mg的AIBN的DMF溶液中，反应15h，通过核磁计算出单体的转化率为100％， Mn＝34590，合成制备得到含20wt.％氟共聚高分子的产物。
b6.按照摩尔比10：1的比例，将过量的在步骤b5中制备的含氟共聚高分子的产物及在 步骤b4中制备的PbS量子点溶于甲苯中，在N2保护下室温避光搅拌过夜，然后旋蒸除掉甲 苯，加入乙醇，超声30分钟，得到溶解于乙醇的PbS量子点乙醇溶液；
c将金纳米颗粒镀在光纤锥区表面：
c1.将再步骤(1)中拉制好的锥区浸泡在由5ml的H2O2和10ml的质量浓度为70wt.％的浓硫酸混合而成的食人鱼溶液中，进行羟基化40分钟；
c2.用乙醇清洗浸泡经过步骤c1羟基化处理后的光纤锥区，然后后浸泡在10ml乙醇、1ml 去离子水和1ml的3-氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂的混合溶液中40分钟；
c3.用乙醇清洗浸泡经过步骤c2浸泡处理后的光纤锥区，然后浸泡在在步骤a2中制备好 的金纳米颗粒胶体中13h，然后取出清洗，在光纤锥区表面制备金纳米颗粒薄膜；
d.采用溶胶—凝胶涂覆法结合量子点和锥区：
d1.将2mL质量浓度为20wt.％的稀盐酸、15mL正硅酸乙酯和49mL甲基三乙氧基硅烷 以及30mL乙醇加入烧瓶中，在N2保护下，保持温度60℃进行加热24h，制备二氧化硅溶胶凝胶；
d2.按照在步骤d1中二氧化硅溶胶凝胶与在步骤b6中制备的PbS量子点乙醇溶液的质 量比为1:50的比例，将二氧化硅溶胶凝胶与PbS量子点乙醇溶液进行混合，超声30-40分钟， 得到量子点涂覆溶液；
d3.将具有在步骤c3中制备的光纤锥区表面制备金纳米颗粒薄膜的放大光纤器件固定在 其两个定滑轮上，光纤一端与一个合适重量的重物相连，重物为11g，另一端与提拉机相连， 将配置好的PbS量子点涂覆溶液滴在圆规尖头，通过微调圆规尖头的位置将裸锥一端浸入圆 规尖头的量子点涂覆溶液中；
d4.设置提拉机速度为20cm/分钟，打开提拉机开关开始涂覆，当圆规尖头到达裸锥另一 端时，关掉开关，移出圆规，等待4分钟使刚刚涂覆上的膜老化，重复上述步骤5次，然后 将其放置老化一周，制备完成光纤放大器件，得到能实现金属表面等离子共振增强效应的PbS 量子点半导体纳米材料渐逝波放大光纤。
(3)把宽泵浦光源、信号光源、波分复用器、渐逝波放大光纤与隔离器通过单模光纤进 行连接，组装成厘米级的基于金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点光纤放大器，实现 光信号放大。
本实施例实验测试分析：
对本实施例制备的基于金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点光纤放大器进行测 试，在隔离器5输出端得到的信号为光放大信号，开关增益达13dB，而泵浦光经放大器吸收 后的剩余泵浦光信号被隔离器隔离，成功实现了高增益的新型光纤放大器。
实施例三：
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，在本实施例中，参见图3，PbS量子点半导体纳米材料薄膜43的边缘覆 盖搭接在1×1熔锥光纤锥区41表面上。参见图3，PbS量子点半导体纳米材料薄膜43的边缘接近渐逝波放大光纤4中段的1×1双锥结构的颈缩起始点位置。本实施例制备的纳米颗粒 耦合膜包裹的复合功能层包裹1×1熔锥光纤锥区41表面，包裹外径仍然小于渐逝波放大光纤 4本体的最大直径。本实施例渐逝波放大光纤4的结构与前述实施例不同，提供了多样化的 纳米颗粒耦合膜包裹的复合功能层结构。
对本实施例制备的基于金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点光纤放大器进行测 试，在隔离器5输出端得到的信号为光放大信号，开关增益达14dB，而泵浦光经放大器吸 收后的剩余泵浦光信号被隔离器隔离，成功实现了高增益的新型光纤放大器。
本发明上述是实力基于金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点光纤放大器及其制造 方法。它是利用熔锥型光纤作为渐逝波放大的放大光纤，并在熔锥区外面先镀上一层金属纳 米颗粒薄膜，之后再涂覆上PbS量子点半导体纳米材料，从而实现基于金属表面等离子共振 增强效应的纳米半导体材料的渐逝波光纤放大效果。本发明上述实施例金属表面等离子共振 增强效应的PbS量子点光纤放大器，具有光谱宽，体积小，价格低廉，性能稳定，增益高等 特点，可广泛应用于长距离、大容量、高速率的通信系统的光信号放大。
上面结合附图对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本 发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改 变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要 不背离本发明基于金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点光纤放大器及其制备方法的技 术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点光纤放大器，其特征在于：由宽泵浦光源(1)、信号光源(2)、波分复用器(3)、渐逝波放大光纤(4)与隔离器(5)连接构成，各模块之间由用于通光的单模光纤(6)相连接，所述渐逝波放大光纤(4)中段具有颈缩式双锥结构的锥区光纤本体，形成1×1熔锥光纤锥区(41)，在1×1熔锥光纤锥区(41)表面上制备金属纳米颗粒薄膜(42)后，再在金属纳米颗粒薄膜(42)之上制备PbS量子点半导体纳米材料薄膜(43)，形成纳米颗粒耦合膜包裹的复合功能层，能在复合功能层和1×1熔锥光纤锥区(41)的界面区域附近产生金属表面等离子共振增强效应，通过不大于100厘米的厘米级的光纤实现光信号放大，所述渐逝波放大光纤(4)的1×1熔锥光纤锥区(41)两端分别一体连接输入光纤部分(44)和输出光纤部分(45)部分，所述宽泵浦光源(1)和信号光源(2)输出的光波长不同，所述宽泵浦光源(1)和信号光源(2)分别对应与波分复用器(3)的不同输入端口连接，所述波分复用器(3)的输出端口与渐逝波放大光纤(4)的输入光纤部分(44)的端部连接，所述渐逝波放大光纤(4)的输出光纤部分(45)的端部与隔离器(5)的输入端连接，隔离器(5)用来隔离泵浦光。
2.根据权利要求1所述基于金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点光纤放大器，其特征在于：所述PbS量子点半导体纳米材料薄膜(43)的边缘覆盖搭接在1×1熔锥光纤锥区(41)表面上或者所述渐逝波放大光纤(4)中段的1×1双锥结构两端的光纤本体外表面上。
3.根据权利要求2所述基于金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点光纤放大器，其特征在于：所述PbS量子点半导体纳米材料薄膜(43)的边缘接近所述渐逝波放大光纤(4)中段的1×1双锥结构的颈缩起始点位置。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述基于金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点光纤放大器，其特征在于：所述渐逝波放大光纤(4)的光纤本体为单模光纤，所述金属纳米颗粒薄膜(42)通过化学方法覆盖在1×1熔锥光纤锥区(41)表面，所述PbS量子点半导体纳米材料薄膜(43)通过涂覆法包裹在1×1熔锥光纤锥区(41)之外，形成内外层纳米颗粒膜复合层耦合结构。
5.根据权利要求1～3中任意一项所述基于金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点光纤放大器，其特征在于：所述波分复用器(3)为1550nm/980nm波分复用器，所述泵浦光源(1)为波长980nm光源，所述信号光源(2)为波长1550nm光源。
6.根据权利要求1～3中任意一项所述基于金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点光纤放大器，其特征在于：所述PbS量子点半导体纳米材料薄膜(43)采用PbS量子点经含羧基或氟链的高分子修饰后的溶胶凝胶材料制成。
7.根据权利要求1～3中任意一项所述基于金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点光纤放大器，其特征在于：所述金属纳米颗粒薄膜(42)采用金属纳米颗粒溶胶凝胶材料制成。
8.一种权利要求1所述基于金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点光纤放大器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)采用熔融拉锥法，结合化学腐蚀法，拉制单锥光纤，制备具有双锥结构的1×1熔锥光纤器件；
(2)分别制备金纳米颗粒溶胶凝胶和PbS量子点半导体纳米材料，采用化学方法，在所述步骤(1)中制备的1×1熔锥光纤器件的锥区表面制备金属纳米颗粒薄膜，通过化学和物理的方法在金属纳米颗粒薄膜之上继续沉积PbS量子点半导体纳米材料薄膜，形成纳米颗粒耦合膜包裹的复合功能层，得到能实现金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点半导体纳米材料渐逝波放大光纤；
(3)把宽泵浦光源、信号光源、波分复用器、渐逝波放大光纤与隔离器通过单模光纤进行连接，组装成厘米级的基于金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点光纤放大器，实现光信号放大。
9.根据权利要求8所述PbS量子点光纤放大器的制备方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，使用拉锥仪器，将不低于100cm长度的光纤的中间部分去掉涂覆层，用酒精擦拭干净后，将光纤放入熔接机用夹具固定光纤，采用熔融拉锥法制备出了具有双圆锥形状的颈缩式双锥光纤，拉制长度为2-3cm的锥区，并用U形槽封装固定光纤，作为1×1熔锥光纤器件备用。
10.根据权利要求8所述PbS量子点光纤放大器的制备方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，包括如下步骤：
a.制备金纳米颗粒：
a1.先将1-2g氯金酸粉末加入去离子水中，配成氯金酸质量浓度为1-2wt.％的氯金酸溶液，并用同样方法配置柠檬酸三钠质量浓度为1-2wt.％的柠檬酸三钠溶液，用移液枪量取1-2ml氯金酸溶液，再加入去离子水稀释至氯金酸质量浓度为0.01-0.02wt.％，并搅拌均匀，将稀释的氯金酸溶液用微波炉加热至沸腾；
a2.在所述步骤a1中沸腾的氯金酸溶液中迅速加入0.5-1.5ml质量浓度为1-2wt.％的在所述步骤a1中制备的柠檬酸三钠溶液，并继续置于微波炉中加热至沸腾，由此得到金纳米颗粒胶体；
b.制备PbS量子点半导体纳米材料：
b1.称取0.1-0.2g的S盛入装有10-20ml OLAm的圆底烧瓶内，超声10-15分钟，然后通入N2进行鼓泡除氧，并将圆底烧瓶浸没120-140℃油浴中，用恒温磁力搅拌器在此温度下搅拌加热20-30分钟，在加热结束后，将圆底烧瓶移出油浴冷却至室温，继续进行N2鼓泡，得到S-OLA混合液；
b2.称取0.7-0.9g的PbCl2盛入装有7-8ml OLAm的两口圆底烧瓶内，超声10-15分钟，然后通入N2进行鼓泡除氧，并将两口圆底烧瓶浸没120-140℃油浴中，用恒温磁力搅拌器在此温度下加热搅拌30-35分钟，形成PbCl2-OLAm悬浮液；
b3.将恒温磁力搅拌器温度设置为不低于120℃，使在所述步骤b2中制备的PbCl2-OLAm悬浮液温度降到120℃。当PbCl2-OLAm悬浮液温度在120℃稳定后，使用3ml一次性注射器抽取2-3ml在所述步骤b1中制备的S-OLA混合液，快速将其注射入PbCl2-OLA悬浮液中，然后在120℃生长至少20分钟，获得所需尺寸的PbS量子点；
b4.在所述步骤b3制备PbS量子点的反应结束后，立即向两口圆底烧瓶内加入10-15ml甲苯和15-20ml乙醇进行萃取，将混合溶液盛入50ml的离心管放入高速离心机，在不低于8000rpm转速下离心10-15分钟后，移出上层清夜，保留沉淀，然后向离心管中加20-25ml正己烷，静置过夜，第二天将离心管放入离心机中，在不低于4000rpm转速下离心50-60分钟，移出沉淀，保留上层溶液，并利用真空旋蒸机进行旋蒸，获得PbS量子点固体，然后密封放入真空干燥箱进行干燥，最终用N2保存干燥的PbS量子点；
b5.将0.1mmol的4-氰基-4-(乙硫基硫代甲酰硫基)戊酸、5.1mmol的聚乙二醇甲基丙烯酸酯(Mn＝475)、3.5mmol的琥珀酸单[2-[(2-甲基-丙烯酰基)氧]乙基]酯、1.5mmol的2,2,2-三氟乙基甲基丙烯酸酯和350mg的DMF作内参，溶于7mL二氧六环中，然后将混合物在冰水浴中鼓泡除氧30-40分钟，然后转移至70-80℃油浴中，温度稳定以后，用微量注射器加入到经过除氧的含4-5mg AIBN的DMF溶液中，反应14-15h，合成制备得到含15-20wt.％氟共聚高分子的产物。
b6.按照摩尔比10：1的比例，将过量的在所述步骤b5中制备的含氟共聚高分子的产物及在所述步骤b4中制备的PbS量子点溶于甲苯中，在N2保护下室温避光搅拌过夜，然后旋蒸除掉甲苯，加入乙醇，超声至少30分钟，得到溶解于乙醇的PbS量子点乙醇溶液；
c将金纳米颗粒镀在光纤锥区表面：
c1.将再所述步骤(1)中拉制好的锥区浸泡在由3-5ml H2O2和9-10ml的质量浓度不低于70wt.％的浓硫酸混合而成的食人鱼溶液中，进行羟基化30-40分钟；
c2.用乙醇清洗浸泡经过所述步骤c1羟基化处理后的光纤锥区，然后后浸泡在9-10ml乙醇、0.5-1ml去离子水和0.5-1ml的3-氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂的混合溶液中30-40分钟；
c3.用乙醇清洗浸泡经过所述步骤c2浸泡处理后的光纤锥区，然后浸泡在在所述步骤a2中制备好的金纳米颗粒胶体中12-13h，然后取出清洗，在光纤锥区表面制备金纳米颗粒薄膜；
d.采用溶胶—凝胶涂覆法结合量子点和锥区：
d1.将1-2mL质量浓度不高于20wt.％的稀盐酸、14-15mL正硅酸乙酯和48-49mL甲基三乙氧基硅烷以及29-30mL乙醇加入烧瓶中，在N2保护下，保持温度50-60℃进行加热至少24h，制备二氧化硅溶胶凝胶；
d2.按照在所述步骤d1中二氧化硅溶胶凝胶与在所述步骤b6中制备的PbS量子点乙醇溶液的质量比为1:(45-50)的比例，将二氧化硅溶胶凝胶与PbS量子点乙醇溶液进行混合，超声30-40分钟，得到量子点涂覆溶液；
d3.将具有在所述步骤c3中制备的光纤锥区表面制备金纳米颗粒薄膜的放大光纤器件固定在其两个定滑轮上，光纤一端与一个合适重量的重物相连，重物为10-11g，另一端与提拉机相连，将配置好的PbS量子点涂覆溶液滴在圆规尖头，通过微调圆规尖头的位置将裸锥一端浸入圆规尖头的量子点涂覆溶液中；
d4.设置提拉机速度为19-20cm/分钟，打开提拉机开关开始涂覆，当圆规尖头到达裸锥另一端时，关掉开关，移出圆规，等待3-4分钟使刚刚涂覆上的膜老化，重复上述步骤4-5次，然后将其放置老化至少一周，制备完成光纤放大器件，得到能实现金属表面等离子共振增强效应的PbS量子点半导体纳米材料渐逝波放大光纤。
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