一种胶体晶体修饰的光纤微结构器件及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102053302A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102053302A(43)申请公布日2011.05.11(21)申请号201010585646.2(22)申请日2010.12.14(71)申请人南京师范大学地址210046江苏省南京市栖霞区文苑路1号(72)发明人王鸣倪海彬郭文华吴婧崔恩营(74)专利代理机构南京知识律师事务所32207代理人汪旭东(51)Int.Cl.G02B6/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种胶体晶体修饰的光纤微结构器件及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种由胶体晶体修饰的光纤-毛细管微结构器件。主要制作步骤为:将普通标准单模光纤除去涂覆层，插入毛细管中，并用胶水将光纤固定，然后将毛细管-光纤端面磨平；配置不同材料的(如:PS,PMMA和Silica)胶体微球溶液；用垂直沉积法在毛细管-光纤端面生长胶体晶体,用烧结炉烧结固化形成胶体晶体毛细管-光纤微结构；用热塑套管、塑料盒封装固定。本发明形成的胶体晶体修饰的毛细管-光纤微结构可以形成多孔结构，进一步发展可成为光纤滤波器和生物、环境传感器；由于利用的是普通光纤制备，因此制作简便、成本低。CN10253ACCNN110205330202053309A权利要求书1/1页1.一种胶体晶体修饰的光纤微结构器件,包括去除一段涂覆层后的单模光纤、毛细管、胶体晶体和塑料盒，其特征在于，毛细管的一端是平面的，另一端开有喇叭口，单模光纤去除涂覆层后的一端穿过所述毛细管，并与毛细管的平面端面对齐，毛细管的喇叭口卡住所述光纤另一端的涂覆层，所述毛细管的平面端面上沉积有胶体晶体,微结构采用热塑套管固定，并用塑料盒封装。2.根据权利要求1所述的一种胶体晶体修饰的光纤微结构器件，其特征在于：所述毛细管的尺寸为：内径0.126mm、外径1mm至3mm、长5mm至20mm。3.一种制备如权利要求1所述的光纤微结构器件的方法,其制备工艺步骤如下：a）截取一段普通单模光纤,在光纤一端用钳子剥除一段涂覆层后，在裸纤上涂一层光纤胶水，并插入一端开有喇叭口的毛细管中，喇叭口卡住光纤另一端的涂覆层，再用胶水填满喇叭口，以此固定光纤，形成了一端有光纤尾纤的光纤-毛细管结构,然后将光纤和毛细管的平面端面在垂直于光纤径向90度的同一平面上磨平至光滑；b）将上一步磨好的光纤-毛细管结构分别用丙酮、酒精、去离子水超声清洗5分钟，然后用氮气吹干；c）将干燥后的光纤-毛细管结构用夹具水平夹稳；d）配置不同材料的胶体微球溶液，微球直径偏差/平均直径×％<0.2％，质量百分比浓度为2%～8%，溶剂水/乙醇的体积比为7:3；e）将步骤c）中光纤-毛细管结构的平面端垂直插入盛有配好的胶体微球溶液的玻璃瓶中，保持光纤-毛细管结构垂直液面;f）将步骤e）中的整个装置置于水浴内，在一定的温度、湿度的条件下，采用垂直沉积法在光纤-毛细管结构的平面端涂覆胶体晶体，恒温条件下静置48小时左右；g）将步骤f）中制备的平面端涂覆有胶体晶体的光纤-毛细管结构在一定温度下进行烧结，使涂覆的胶体晶体固化，然后用热塑套管固定，塑料盒封装即形成胶体晶体修饰的光纤微结构器件。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述胶体微球采用PS、PMMA或二氧化硅，其微球直径为100nm至1000nm。2CCNN110205330202053309A说明书1/3页一种胶体晶体修饰的光纤微结构器件及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种微结构器件，特别是涉及光纤微结构的器件及其制备方法。[0002]背景技术将光子晶体的带隙结构应用于光纤，形成了光子晶体光纤(PhotonicCrystalFiber,PCF)，又称微结构光纤。采用紫外侧写技术或CO2热激技术，可以在PCF中写制光子晶体光纤光栅。微结构光纤光栅具有丰富的结构和光学特性。改变光纤中的微孔排列、大小以及占空比，或者将介质载入微孔，均可改变光子晶体光纤及其光栅的光学性质，极大地改变了光纤微结构的性能。但其制作成本高,与普通光纤的对接使用也存在很多问题。[0003]制造光学波段的光子晶体，化学方法显示出更大的优越性，其中利用胶体颗粒自组装是一种非常简便的方法:合成单分散的胶体微球(如二氧化硅或聚苯乙烯微球)；对微球进行组装，在不同的基体上形成三维有序堆积；烧结以增加样品的机械强度，同时可以控制颗粒间的孔隙。颗粒自组装方法简便易行，材料选择范围宽，球形颗粒易合成，且尺寸可控，制作成本低。发明内容[0004]本发明即是基于以上所述现状进行的，目的在于制作一种方便、廉价，能和现在的通讯光纤直接匹配的光纤微结构器件，利用胶体晶体光子带隙波段近乎完全反射，提供一种具有仅增强光子带隙波段，其他波段散射出去