[发明专利]光纤表面环状微结构及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光纤表面环状微结构及其制备方法，属于材料微结构及其制备技术领域。

背景技术

通过石英光纤中光的信号改变是光信息和传感的重要应用基础。在石英纤维表面制备微结构，可以实现光在纤维中传输的调制，或者实现光对外面环境及其变化的响应，因而在微纳光学、生物、传感、信息等领域具有重要的应用。目前在石英光纤表面制备微结构的主要方法是微加工技术，例如用聚焦离子束刻蚀等技术在石英纤维的表面制备纳米微结构。微加工技术由于制备效率和加工面积不高，因此不利于其大规模制备和成本降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种光纤表面环状微结构，使该微结构材料可以在微纳光学、生物、传感、信息等领域获得广泛应用。本发明的另一目的是提供该微结构材料的制备方法。

本发明所述的光纤表面环状微结构，由石英裸光纤和环绕光纤的环形纳米颗粒阵列组成，环形纳米颗粒阵列的间距为2μm-500um可调。

本发明所述的光纤表面环状微结构的制备方法，包括以下步骤：

（1）将纳米颗粒分散在溶剂中；其中，纳米颗粒可为银、金、铂等金属纳米颗粒，或者氧化钛、氧化硅、硫化镉等无机纳米颗粒，或者聚苯乙烯等有机纳米颗粒；溶剂为水、乙醇、丙酮、甲苯等极性或非极性溶剂；

（2）将石英纤维垂直置于上述液体中，停留5min后提拉2-500um可调的设定距离；

（3）多次重复步骤（2），即可获得光纤表面环状微结构。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：（1）可获得新型的光纤表面环状微结构。（2）成本低廉，无需大型仪器，工艺简单可靠。

附图说明

图1是本发明光纤表面环状微结构制备的示意图。1-石英纤维，2-有机溶剂b，3-HF酸，4-有机溶剂a。

具体实施方式

实施例1：将银纳米颗粒分散在水中，将石英纤维1垂直置于上述液体中，停留5min后提拉2um的设定距离，停留5min后再提拉5um的设定距离，交替重复上述步骤，即可获得光纤表面间距1μm和5μm交替排列的银纳米颗粒环状微结构。

实施例2：将氧化硅纳米颗粒分散在乙醇中，将石英纤维1垂直置于上述液体中，停留5min后提拉500um的设定距离，多次重复上述步骤，即可获得光纤表面周期为500μm的氧化硅纳米颗粒环状微结构。

实施例3：将聚苯乙烯微球分散在丙酮中，将石英纤维1垂直置于上述液体中，停留5min后提拉100um的设定距离，再次停留5min后提拉50μm的设定距离，交替重复上述步骤，即可获得光纤表面周期为100μm和50μm交替的聚苯乙烯微球环状微结构。

实施例4：将硫化镉纳米颗粒分散在水中，将石英纤维1垂直置于上述液体中，停留5min后提拉10um可调的设定距离，重复上述步骤，即可获得光纤表面周期为10μm的硫化镉纳米颗粒环状微结构。

实施例5：将铂金属纳米颗粒分散在乙醇溶剂中，将石英纤维1垂直置于上述液体中，停留5min后提拉300um的设定距离，多次重复上述步骤，即可获得光纤表面周期为300μm的铂纳米颗粒环状微结构。

实施例6：将银纳米颗粒分散在水中，将石英纤维1垂直置于上述液体中，停留5min后提拉2um的设定距离，停留5min后再提拉4um的设定距离，停留5min后再提拉8um的设定距离，按照下一次提拉距离是上次提拉距离倍数的方式重复上述步骤，即可获得光纤表面间距2μm倍增排列的银纳米颗粒环状微结构。