三种腐蚀法制备纳米级光纤探针的实验研究

对管腐蚀法、熔接-熔拉腐蚀法、化学腐蚀法制备光纤探针分别进行了实验研究,并都得到了可用于光纤纳米生物传感器的高质量纳米光纤探针.三种腐蚀法均给出了实验的原理、条件和结果.根据实验结果,对三种探针制作方法进行了比较.     

变温腐蚀法制备纳米光纤探针

通过改变温度,用腐蚀的方法制备出用于近场光学显微镜的光纤探针。通过控制光纤在不同温度的腐蚀液中腐蚀的时间,制备出多种形貌的光纤探针,所制作探针的锥形过渡区短而锥角大。该法具有重复性高、探针形貌可控、操作方便、实验费用低廉、制备的探针表面光滑等优点,利用该方法成功地制备出针尖尺寸50～300nm、针尖锥角在40°～74°可调的光纤探针。将制备的探针用于扫描全息光栅(500线/mm),结果在40mm范围内扫描有20个周期,与全息光栅的标定结果相符。     

近场纳米光纤探针腐蚀制备技术概述

纳米光纤探针是扫描近场光学显微镜的常用关键器件,化学腐蚀法制备近场光学光纤探针是基于腐蚀液弯液面的高度随光纤芯径的动态变化过程。从流体力学杨一拉普拉斯方程出发,研究了弯液面高度随光纤芯径大小的变化关系,分析了影响腐蚀法制备纳米光纤探针的相关因素,追踪了利用化学腐蚀制备纳米光纤探针的最新进展,介绍了静态腐蚀法、动态腐蚀法和选择腐蚀法等多种方法,并分析了每种方法的特点,作了比较和总结。     

用于单细胞研究的纳米光纤生物传感器

介绍了用于单细胞研究的纳米光纤生物传感器及其进展,系统给出了纳米光纤生物传感器的构成、原理和在检测单细胞方面的应用.     

纳米楔形光纤探针的制备

基于挤压形变的原理,设计了一种用于制备楔形光纤探针的化学腐蚀简易装置。以普通的石英光纤为材料,通过改变自制夹具的松紧程度引起夹具在光纤上挤压力的变化,使光纤发生形变形成楔形,然后用适当比例的氢氟酸腐蚀液,制备出楔形的光纤探针。该法具有重复性高、探针形貌可控、操作方便、实验费用低廉、易于批量生产、受环境的影响较小、获得的探针表面光滑等优点。实验表明,外力越大,挤压形成的光纤楔角越小,楔形光纤顶端的脊越大,楔角为15°～40°,楔脊可达4μm。     

纳米光纤传感器

根据纳米光纤的倏逝波传输特性，提出将亚波长直径氧化硅纳米光纤用于光学传感器的研究设想。通过求解Maxwell方程，得到由于周围环境折射率变化而引起的光纤传导模的位相改变，并由此计算传感器的灵敏度。研究结果表明，使用纳米光纤研制传感器，可以获得比微米级光纤或波导传感器更小的结构尺寸和更高的灵敏度。     

熔拉与腐蚀光纤探针传输特性的研究

用实验方法测量了用熔拉或腐蚀的方法制备的光纤探针的传输效率随光纤圆锥角的变化关系,作出传输效率曲线,通过测定光纤探针传输效率的实验,我们看到:在小锥角的情况下,用熔拉法制备的光纤探针与腐蚀的方法制备的光纤探针的传输效率基本相同。在大锥角的情况下,用腐蚀法制备的光纤探针传输效率高于熔拉的方法制备的光纤探针的传输效率。在锥角为50.4°时,腐蚀的光纤探针传输效率为78.8%,熔拉的光纤探针传输效率为76.6%。在相同的条件下,两者的传输效率的差别随入射光波长的增加而下降。     

光子晶体光纤的传输性能

文章首先提出了石英玻璃单模光纤在高速率、大容量和远距离光纤通信中应用时存在的问题,然后在介绍光子晶体光纤的结构特点、导光机理的基础上,简要地阐述了光子晶体光纤的研究历史和最新研究成果;最后综述了光子晶体光纤的衰减、色散和非线性效应等传输性能.     

光纤探针粗糙度测量原理的探讨

本文利用光纤传感技术提出了粗糙度测量的一种新原理－“光纤探针”针描法粗糙度测量原理。文中给出了基本理论分析和初步实验结果。     

双功能弯曲光纤探针的制作

探针是所有扫描探针显微镜的关键部件。本文提出了一种采用普通单模光纤制作在原子力和光子扫描隧道组合显微镜(AF/PSTM)上使用的弯曲光纤探针的方法。通过合理的选择实验参数,经过热拉伸与化学腐蚀两个过程,得到弯曲部分的角度为110°~120°、锥角约60°~80°的弯曲光纤探针。经扫描电镜观察,光纤探针的尖端直径小于100nm。此种方法加工光纤探针的成品率约70%左右。     

涂覆法制作聚苯乙烯芯聚合物光纤工艺

阐述了溶液涂覆法生产苯乙烯（PS）芯聚合物光纤（POF）的工艺过程，其中皮材溶液可采用皮材和溶剂配制的方法制备，也可采用溶液聚合物的方法制备，POF皮层的形成可采用烘干和紫外固化工艺。并介绍了皮材单体的选择及溶剂，引发剂的浓度、聚合温度和氧气对皮材分子量及性能的影响。     

利用限制扩散湿法刻蚀法制作GaAs微透镜

采用微透镜作为输出耦合镜,与垂直腔面发射激光器(VCSEL)的p-DBR和n-DBR构成复合腔,可以获得大功率单横模激光输出,改善光束质量。在GaAs衬底上采用限制扩散湿法刻蚀技术制作出不同直径的微透镜,研究了微透镜形成的基本原理、工艺流程,通过控制腐蚀的时间和腐蚀溶液的配比度,得到了不同曲率半径的微透镜,并且对微透镜表面形貌进行了研究。     

基于环绕式光纤的热风管温度解调技术

为了克服分布式光纤及其温度传感技术应用于高炉热风管中所存在的距离漂移率高、光纤互换性差等缺陷,采用了双端单路解调法,对光纤始末两端所测得的Stokes和anti-Stokes光强度比做算术平均处理,来抵消光纤衰减项Zc。双端单路解调法的距离漂移率K=0.011,更换光纤产生的最大Raman比偏差为0.015。结果表明,该解调法的距离漂移率低,当要求更换其它光纤时,光纤衰减系数不需要重新标定,完全能够实现对沿光纤路径温度场信息的有效测量。     

光纤不锈钢松套管的制造工艺

简要介绍了光纤不锈钢松套管的两种结构以及相关制造工艺。对生产原理、关键技术进行了对比分析，对一些有争议的问题进行了探讨。     

单模单偏振光纤基模截止波长的测量

本文给出了单模单偏振光纤基模截止波长的测量原理和测量装置，对W－型单模单偏振光纤的基模截止波长进行了测量，并将测量结果和数值计算进行了比较，它们较好的吻合一致。     

聚焦离子束在光纤探针制备技术中的应用

本文概述了利用聚焦离子束制备用于近场光学显微镜光纤探针的方法,讨论了探针的锥型刻蚀、孔径控制和特殊结构加工等;论述了聚焦离子束的工作原理和在光纤探针高精度加工方面的优势。利用此技术制备的光纤探针的锥型和针尖孔径精确可控,并具有高光洁度,高通光效率等特点。     

Dispersion compensation of fiber Bragg gratings in 3100 km high speed optical fiber transmission system

By optimizing the fabrication process of the chirped optical fiber Bragg grating (CFBG), some key problems of CFBG are solved, such as fabrication repetition, temperature stability, group delay ripple (GDR), fluctuation of the reflection spectrum, polarization mode dispersion (PMD), interaction of cascaded CFBG, and so on. The CFBG we fabricated can attain a temperature coefficient less than 0.0005 nm/℃, and the smoothed GDR and the fluctuation of the reflection spectrum are smaller than 10ps and 0.5dB, respec-tively. The PMD of each CFBG is less than 1 ps and the dispersion of each grating is larger than -2600 ps/(nm·km). With dispersion compensated by the CFBGs we fabricated, a 13×10 Gbit/s 3100 km ultra long G.652 fiber transmission system is successfully imple-mented without electric regenerator. The bit error rate (BER) of the system is below 10-4 without forward error correction (FEC); when FEC is added, the BER is below 10-12. The power penalty of the carrier-suppressed return-to-zero (CSRZ) code transmission system is only 2.5 dB.