介绍
双(MSB)（Bis-MSB）具有极高的荧光量子效率、优异的紫外吸收能力与稳定的化学性质，是波长移位型闪烁体、紫外探测与荧光转换材料的经典选择。Bis-MSB在溶液与固态基体中均能保持高效发光，其分子中双键的顺反异构特性还赋予材料一定的光致变色潜力。将 Bis-MSB 引入 PMMA 光纤体系，不仅可以利用光纤的波导结构放大光与物质的相互作用，还能通过染料掺杂实现发光颜色与光谱形貌的灵活调控。热稳定性足以适配 PMMA 的熔融拉丝工艺。
图一 双(MSB)
特性
双(MSB)作为典型的芳香烃类激光染料，其最突出的优势是极高的荧光量子产率，在环己烷溶液中可达 0.93，在对二氧六环中呈现单指数荧光衰减，寿命约 1.4 ns，是高效的紫外 - 蓝光波长转换材料。在光谱特征方面，Bis-MSB 的吸收峰主要位于紫外波段，能够有效匹配 355 nm、405 nm 等常见激发光源；发射光谱覆盖蓝紫光至蓝绿光范围，呈现典型的多峰振动结构，对应电子跃迁的不同振动能级。除了基态荧光性质外，Bis-MSB 还具备双光子激发荧光特性，可在近红外飞秒激光激发下产生上转换蓝光；同时在高强度紫外光照射下，分子中碳碳双键会发生顺反异构甚至二聚反应，表现出可逆的光致变色效应。
单掺杂PMMA光纤的蓝光发射特性
采用本体自由基聚合法制备双(MSB)掺杂 PMMA 预制棒，以甲基丙烯酸甲酯（MMA）为单体，过氧化苯甲酰（BPO）为引发剂，去除单体中的阻聚剂后与 Bis-MSB 均匀混合，在 60~80 ℃下恒温聚合 24 h。聚合过程需精确控温以避免放热效应导致的局部过热，最终得到无可见缺陷、光学均匀的透明预制棒。
采用光纤拉丝塔在 160~190 ℃下将预制棒拉制成光纤，预制棒进给速度 0.4 cm/min，拉丝速度 50~82 cm/min，最终得到直径约 0.86 mm 的聚合物光纤。由于双(MSB)的热分解温度高于拉丝温度，染料分子在加工过程中可保持结构稳定，光纤在 365 nm 紫外灯照射下呈现均匀明亮的蓝色荧光。
在 355 nm 脉冲激光激发下，双(MSB)掺杂PMMA本体样品的荧光光谱呈现三个明显的振动峰，分别位于 422 nm、450 nm 与 488 nm，对应 0-1、0-2、0-3 电子振动跃迁。与溶液状态相比，刚性 PMMA 基体限制了分子的转动与振动，光谱的振动精细结构有所弱化，且吸收与发射光谱存在明显重叠，这是后续光纤中重吸收效应的结构根源[1]。
峰位红移与光传输衰减
双(MSB)掺杂 PMMA 光纤的荧光衰减系数约为 0.69 dB/m，损耗来源包括染料自身的重吸收、PMMA 基体的瑞利散射与吸收，以及空气包层光纤的结构损耗。该衰减水平决定了单掺杂蓝光光纤的有效使用长度为数十厘米量级，足以满足微型光源与短程传感的应用需求。
与罗丹明 B 共掺杂PMMA光纤的白光发射调控
基于加色混色原理，将发射蓝光的双(MSB)与发射橙红光的罗丹明 B 共同掺杂入 PMMA 光纤，可在单一紫外激发下实现白光发射。该体系的设计优势在于：Bis-MSB 的发射峰与 RhB 的吸收峰光谱重叠度较低，两者之间荧光共振能量转移效应较弱，因此光谱形貌受浓度与传输距离的影响更小，白光色度更稳定。通过调整两种染料的配比制备了多组预聚体样品，筛选出最优掺杂比例后采用相同的聚合与拉丝工艺制备光纤，最终光纤直径约 1.2 mm。在 355 nm 紫外激发下，共掺杂光纤呈现肉眼可辨的白色荧光。
随着光纤长度增加，双(MSB)的短波长发射因重吸收快速衰减，40 cm 以上长度中 396 nm 的短波峰基本消失；同时 RhB 的发射峰也因自身重吸收发生明显红移，峰位从 572 nm 向 596 nm 移动，平均红移速率约 0.8 nm/cm。尽管单组分光谱持续演化，但在 13~40 cm 的长度区间内，双(MSB)与 RhB 的发射峰强度比稳定维持在 1.9~2.0 之间，整体光谱形貌变化较小[2]。
图二 制备光纤的光谱衰减
参考文献
[1]Miluski P ,Kochanowicz M ,Zmojda J , et al.1,4-Bis(2-methylstyryl)benzene doped PMMA fibre for blue range fluorescent applications[J].Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy,2018,19288-92.DOI:10.1016/j.saa.2017.11.010.
[2]Miluski P ,Kochanowicz M ,?mojda J , et al.White light emission PMMA fibre co-doped with 1,4-Bis(2-methylstyryl) benzene and Rhodamine B for new optical applications[J].Ceramics International,2020,(prepublish):DOI:10.1016/j.ceramint.2020.03.227.