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　　光子學聚合物（Photonics Polymer）是由光子學與聚合物科學交叉而形成的新興研究領域。使用“光子學”（Photonics）與“聚合物”（Polymer）兩個名詞來構成這一新領域的名稱，目的是突出這一領域是由聚合物科學和光子學進行交叉而形成的特點。要想了解這一特點的內涵，就需要從聚合物材料的基本性質和發(fā)展過程說起。
　　作為可以從分子水平進行剪裁的人工合成材料，聚合物是近一百多年才發(fā)展起來的化學合成材料。在與聚合物相關的科學研究工作中，最基本的科學問題是聚合物結構與其性能的關系。聚合物結構通常分為一次結構（化學結構）、二次結構（鏈構象結構）和三次結構（凝聚態(tài)結構）。這些不同層次的結構都可以通過光化學方法進行構筑和使用光物理方法進行表征。反過來，上述多層次結構也給聚合物帶來各種光化學和光物理性質，使得光與聚合物的相互作用成為一個研究內容極為豐富的研究領域。這一領域的研究工作不斷提出新的科學發(fā)現(xiàn)和應用技術，極大地豐富了聚合物科學及其在光學領域的應用，也為光子學的進一步發(fā)展奠定了材料基礎。
　　自20世紀60年代以來，以光的量子化為基礎的光子學進入了突飛猛進的發(fā)展時期。這一飛躍得以啟動的原因在于激光技術[33和光纖技術的誕生，以及建立在這些技術之上的光纖通信帶來的互聯(lián)網(wǎng)絡的產(chǎn)生和普及，這些技術全面改變了人類的生活，使得人類社會開始進入信息化社會。這一變化也影響著光與聚合物相互作用的研究領域。最明顯的結果是上述三個結構層次與光的作用已經(jīng)不能滿足光子器件發(fā)展的需要，一些更高層次結構正在慢慢出現(xiàn)在研究工作中，其中典型的例子就是光纖波導結構條件下的光與聚合物的相互作用。這些結構的尺度多處于光波長范圍，是形成各種光子器件的必要組成部分。在將聚合物應用于各種光子器件之前，需要在清楚認識聚合物三個層次結構與光相互作用的基礎上，充分了解這一波長尺度的器件結構與光的相互作用。為了涵蓋這樣一種器件結構與光相互作用的豐富內容，光子學聚合物應運而生，形成了以聚合物多層次結構（包括波導結構）與光相互作用為基礎研究內容的、面向未來社會發(fā)展所需的光子學器件的交叉研究領域。表征這一相互作用的本征量是物質的折射率，它包括光與物質的彈性相互作用和非彈性相互作用。物質折射率的研究可追溯到牛頓的棱鏡實驗。光學和材料科學的新發(fā)展表明：折射率涵蓋的材料各層次結構與性質的關系仍然充滿很多未知規(guī)律；同時，運用折射率與材料結構之間的科學規(guī)律來設計和制備新材料和新器件也是人類面臨的巨大挑戰(zhàn)。上述兩方面的認知給光子學聚合物提供了無限的發(fā)展空間。
　　同任何學科發(fā)展過程一樣，光子學聚合物的相關研究工作也是先于概念提出的。就作者所熟悉的聚合物光纖工作來說，最早的有源聚合物光纖工作可以追溯到20世紀60年代。研究結果表明：在波導的約束下，激光增益會隨著光纖長度的增加而增加。發(fā)展至今的五十多年中，“光子學聚合物”這一名詞已經(jīng)出現(xiàn)在國內外相關研究領域的介紹中。例如，美國Akron大學與空軍聯(lián)合建立實驗中心，進行光子學聚合物領域的科學實驗研究，日本慶應大學在多年梯度折射率光纖研究的基礎上，建立了光子學聚合物實驗室。在學術期刊中，相關的研究工作也被整理成專輯出版，而相關專著也陸續(xù)出現(xiàn)。在國內，相關的研究工作與國際上是同步的，而明確地討論光子學聚合物內涵的工作可以追溯到2006年在北京香山舉辦的第287次香山科學會議。這次名為“聚合物光子學”的學術討論會由光子學領域和聚合物科學領域的研究人員共同參加，他們對光子學聚合物的內涵進行了初步探討，明確了光子學聚合物在未來將隨著“一系列技術的深入發(fā)展，形成我國具有自主知識產(chǎn)權的系列高新技術產(chǎn)品”。進入新的世紀，光作為信息和能量載體的概念日益普及，駕馭光已經(jīng)成為科學技術領域的新前沿，已經(jīng)成為一個十分活躍的研究工作領域，并正在向縱深發(fā)展。
　　作為一本專著，本書無意綜述所有與光子學聚合物相關的工作，只是對本課題組的研究工作進行介紹和總結。在長達近三十年的研究工作中，作者既有偶然闖進這一領域的好奇和欣喜，也有工作中遇到新的科學機遇和挑戰(zhàn)時的艱難，更有如今回頭追溯每一個進展時的滄桑感受。雖然現(xiàn)在已經(jīng)有了一些英文著作來綜述相關工作，但總感覺不盡如人意。一方面，主要是受語言的限制，很多細節(jié)和思考不能表達出來，而這些只有使用母語才能夠達到；另一方面，多年研究工作中的經(jīng)驗總結往往超出發(fā)表學術論文的要求，很難通過學術論文進行交流。據(jù)此，使用母語將自己多年的工作經(jīng)歷介紹出來，已成了我心中存在的很奢侈的愿望。要實現(xiàn)這一個愿望，就從今日起步，希望日積月累，能夠盡快完成。