[发明专利]一种复合结构微瓶透镜的制备方法及复合结构微瓶透镜

说明书

本申请提供的复合结构微瓶透镜的制备方法及复合结构微瓶透镜，先在半锥形微光纤上粘附微量的聚合物微液体，再将粘附的一段或多段微量聚合物液体可控的转移至另一根半锥形微光纤上，形成瓶子形轮廓的覆盖膜，并与微光纤一起组成复合结构的微瓶透镜，最后用光固化或者热固化的方式将复合结构微瓶透镜的液体覆盖膜部分转变成固态，形成稳定、易操作的复合结构微瓶透镜。

技术领域

本申请涉及光学元件技术领域，特别涉及一种复合结构微瓶透镜的制备方法及复合结构微瓶透镜。

背景技术

复合结构的微瓶透镜，早期名称有纺锤节微纤维、微瓶谐振腔等，属于纤维和光学微腔领域，其中纺锤节微纤维在集水、油水分离、微流控、自清洁等领域应用广泛，而微瓶谐振腔在延迟线、微激光器、非线性光学、光机械、传感等领域具有重要的应用。与本发明最相近似的实现方案，最早的制备方法是本人于2013和2014年提出的(专利号：ZL201310268542.2；Applied Optics,2014,53:7819-7824)。其中在发明专利“ZL201310268542.2”中，是依托裸光纤或者微光纤制备光学胶贴剂的微瓶谐振腔，所用材料为美国Norland公司生产的NOA 61光学胶贴剂，其用途为制作回音壁膜光学微谐振腔器件，制备方法是通过一根半锥形光纤将NOA 61光学胶贴剂液滴滴入标准单模光纤或者热拉法形成的全锥光纤的锥腰处，液体表面张力和粘滞力效应在裸光纤或者微光纤上形成单个的瓶子形微谐振腔；在发表文章“Applied Optics,2014,53:7819-7824”中，同样使用Norland公司生产的NOA 61光学胶贴剂，依托熔融拉锥形成的微光纤，利用胶贴剂在微光纤上的润湿和液体表面张力作用在微光纤上自组装的形成连续多个瓶子形结构的光学微谐振腔，其应用领域也是回音壁膜光学微腔。

现有技术的缺点主要是：1)因为所做器件均应用于光学微腔器件，因此所述光学胶贴剂的限定条件较为严格，通常需要宽的透光带宽、低的光衰减率且在光照射下具有低收缩和固化后具有高硬度等特性；2)采用的方法是用一根半锥形光纤将微液滴滴入一根全锥光纤来形成微瓶谐振腔，显然滴入方式需要借助液滴的重力来克服微光纤的粘附力，因此微液滴不能太小，否则无法从半锥形微光纤中脱离出来；3)由于是依托全锥光纤让附着于微光纤上的光学胶贴剂液体自然断裂并收缩形成微瓶谐振腔，不能施加外部的人为控制，因此所形成的微瓶谐振腔个数和尺寸无法掌控。

发明内容

鉴于此，有必要针对现有技术中存在缺陷提供一种形成稳定、易操作的复合结构微瓶透镜的制备方法及复合结构微瓶透镜。

为解决上述问题，本申请采用下述技术方案：

本申请提供了一种复合结构微瓶透镜的制备方法，包括下述步骤：

提供两段半锥形微光纤，其中，所述半锥形微光纤的一端最细部分且直径相等的区域为锥腰区，裸光纤到所述锥腰区之间微光纤直径逐渐变小的区域为锥形过渡区；

将聚合物微液体转移至其中一段所述锥形过渡区；

将所述聚合物微液体沿所述锥形过渡区滑落至所述锥腰区，并部分附着在所述半锥形微光纤上；

附着在所述半锥形微光纤上的所述聚合物液体形成若干微小液滴；

将所述微小液滴转移至另一段所述半锥形微光纤的锥腰处；

转移至另一段所述半锥形微光纤的锥腰处的微小液滴形成液体覆盖膜，并与被包裹的微光纤形成复合结构的微瓶透镜；

将液体覆盖膜固化形成固态的复合结构微瓶透镜。

在其中一些实施例中，在提供两段半锥形微光纤的步骤中，具体包括下述步骤：

剥离光纤的中间部分的涂覆层，得到包含包层和芯层的裸光纤；

对所述裸光纤进行拉伸，得到锥形微光纤；

拉断所述锥形微光纤形成两段半锥形微光纤。