采用柠檬酸三钠还原氯金酸和离子交换法制备金纳米粒子掺杂DNA-CTMA材料, 利用钯催化反应合成9, 9-二乙基-2, 7-二-(4-吡啶)芴荧光染料(DPFP), 将DPFP与DNA-CTMA混合后, 旋凃制备金纳米粒子掺杂的DNA-CTMA-DPFP薄膜样品。通过吸收光谱、荧光光谱和拉曼光谱的测量, 研究了薄膜样品的光学特性和表面增强拉曼散射(SERS)特性。实验结果表明, 薄膜样品在300～360 nm的吸收主要来自DPFP, 在500～700 nm的吸收来自样品中金纳米粒子的局域表面等离子共振; 样品在370, 386, 408 nm处的荧光峰分别对应DPFP的S10-S00、S10-S01和S10-S02能级的电子振动跃迁; 在785 nm激光激发下, 薄膜样品的拉曼散射主要来自DPFP分子, 随着金纳米粒子掺杂比的增大, DPFP分子的拉曼散射峰强度逐渐增强。因此, 金纳米粒子掺杂DNA-CTMA薄膜适合作为多种染料分子的SERS基底。

钯催化Suzuki反应合成得到一种9,9-二乙基-2,7-二-(4-吡啶)芴(DPFP)荧光染料,研究了该染料的吸收和荧光光学特性,以及DPFP掺杂DNA-CTMA薄膜的荧光光谱特性和放大自发辐射特性。实验结果表明:DPFP的吸收峰位于333 nm，DPFP的荧光光谱在370 nm和386 nm出现荧光峰，在408 nm出现肩峰，存在从激发态S1能级到基态S0能级的S10-S00，S10-S01和S10-S02三种振动带的电子跃迁; 同时，在Nd:YAG纳秒激光器355 nm输出光的泵浦下，DPFP掺杂DNA-CTMA薄膜在波长390 nm和406 nm处实现了放大自发辐射，其阈值能量密度分别为3.24和3.40 mJ/cm2; 此外，通过调节DPFP掺杂DNA-CTMA的质量比可以实现特定波长的放大自发辐射。

通过对RhB/PMMA和Rh6G/PMMA染料薄膜的荧光光谱和放大自发辐射(ASE)光谱的实验测量和理论分析，研究了准波导结构染料薄膜的荧光光谱和ASE光谱特性。实验上采用连续激光和脉冲激光照射，分别测量准波导结构RhB/PMMA和Rh6G/PMMA染料薄膜的荧光光谱和ASE光谱，发现荧光峰和ASE峰随着染料掺杂浓度和薄膜厚度的增加产生红移；理论上考虑准波导结构下薄膜中染料的自吸收效应，类比激光器谐振腔模型，分析低阶导模传输的增益特性，获得了荧光光谱与ASE光谱中荧光峰和ASE峰对应波长与染料掺杂浓度的关系，数值计算与实验测量相吻合。结果表明，准波导结构下薄膜中染料自吸收效应导致荧光峰及ASE峰发生红移，改变染料掺杂浓度，可以在较大调谐范围实现ASE。