專利名稱：制備微納光纖的裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種微納光子學器件，尤其涉及一種制備微納光纖的裝置。
背景技術：
微納光纖能夠將光限域在亞波長尺度內實現低損耗的傳輸，這為光學器件
微型化以及微芯片間的光互連提供了可能；同時微納光纖具有強倏逝場和高光 功率密度等特點，能夠實現高靈敏度的光傳感和低閾值的非線性光學效應。這 使得微納光纖有較好的應用前景。
當前的微納光纖制備基本都是手工制備。手工制備微納光纖有一定的靈活 性，但是可重復性很差。尤其是當拉制長度大于100mm的微納光纖時，成功率 很低。隨著對微納光纖研究的深入，亟需一種能夠制備微納光纖的裝置。

發明內容
本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種制備長度達分米量級的 微納光纖的裝置，該裝置能夠通過參數設置控制光纖拉伸，且可重復性好。
本發明的目的是通過以下技術方案來實現的 一種制備微納光纖的裝置， 它主要由兩個步進電機、兩個光纖夾和一個加熱裝置組成，兩個光纖夾分別固 定在兩個步進電機上，加熱裝置固定在兩個步進電機中間。
本發明的有益效果是本發明制備微納光纖的裝置可以制備長100 500mm， 直徑400 1500nm的單錐形微納光纖和長15 25mm，直徑lWn 3Mm的雙錐形微 納光纖，且有較高的可重復性，可以通過控制拉伸的方式、氫氣氣流量的大小、 光纖在火焰中放置的位置和拉伸的速度得到所需的微納光纖。


圖1是本發明制備微納光纖的裝置的結構原理示意圖；圖2是兩種拉伸方式下得到的微納光纖的形狀示意圖3是光纖放在氫氧焰外焰不同位置導致加熱長度不同的示意圖。
圖4是直徑在400納米左右和長度為500mm的微納光纖的照片；其中(a) 是光學顯微鏡下直徑約400nm的微納光纖，(b)是長度為500mm的微納光纖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發明制備微納光纖的裝置主要由兩個步進電機、兩個光纖 夾和一個加熱裝置組成，兩個光纖夾分別固定在兩個步進電機上，加熱裝置固 定于兩個步進電機中間。加熱裝置可以由氫氣瓶和噴嘴連接組成，點燃噴嘴燃 燒氫氣，得到氫氣火焰以加熱光纖；也可以由水分解器和噴嘴連接組成，水分 解器分解水并收集氫氣，點燃噴嘴燃燒氫氣，得到氫氣火焰以加熱光纖。步進 電機可以采用卓立漢光公司的PSA300-11-X型電機。
工作時，將光纖夾持在兩個光纖夾上，光纖夾之間的間距約2厘米，保證 兩步進電機的拉伸方向、光纖和加熱裝置在同一直線上。加熱裝置加熱光纖， 兩步進電機向兩側拉伸光纖，將普通光纖拉制成所需的微納光纖。
如圖2所示，本發明制備微納光纖的裝置可以有兩種拉伸方式單邊拉伸 和雙邊拉伸。單邊拉伸時， 一側步進電機固定不動，另一側步進電機緩慢移動， 如圖2 (b)所示，微納光纖固定不動的步進電機一側錐形過渡區域陡變，另一 側過渡區域緩變的；雙邊拉伸時，兩側步進電機向相反的方向拉伸，如圖2(a) 所示，雙邊拉伸將得到兩側錐形過渡區域緩變的微納光纖。
如圖3所示，本發明制備微納光纖的裝置中光纖在氫氣外焰中放置的位置 將影響加熱區域的長度。如圖3 (a)所示，光纖放在靠近外焰的外圍，則加熱 區長度較短，可以拉制較短的微納光纖；如圖3 (b)所示，光纖放置在外焰中 靠近內焰的地方，則加熱區長度較大，可以拉制較長的微納光纖。
本發明制備微納光纖的裝置中在加熱裝置中選定氫氣氣流量大小和加熱區 長度之后，平移臺拉伸的速度會影響微納光纖的形狀。試驗表明，在選定氫氣 氣流量和加熱區長度之后，會有一個合適的拉伸速度可以得到直徑最細的微納 光纖，低于或者高于這個速度拉出的微納光纖直徑會變粗。
實施例
將普通單模光纖去除涂覆層之后，夾在兩側的光纖夾上。調整使兩側所夾 光纖同高，且與平移臺移動方向絕對平行。點燃氫氧焰，調整火焰位置，使光
4纖處在火焰中合適的位置。設定合適的拉伸速度，使平移臺向兩側移動。若需 要較長微納光纖，選取單邊拉伸；若所需微納光纖較短，可以選取兩邊拉伸。
單邊拉伸時，火焰外焰的加熱長度約從2mm到4.5mm。調整光纖在火焰中 的位置，使加熱長度約為3mm時，拉伸100mm長，可得到直徑約為2Pm左右 的微納光纖；如圖4所示，加熱區長度變為4mm左右，拉伸500mm長，可得 到直徑在400納米左右的微納光纖。其中(a)是光學顯微鏡下直徑約400nm的 微納光纖，(b)是長度為500mm的微納光纖(圖中綠色亮線)。雙邊拉伸時， 加熱長度約為3mm時，拉伸20mm長，可得到直徑約為1.5to的微納光纖。
光纖拉伸結束，及時關閉火焰。雙邊拉伸時，兩側平移臺停止拉伸時，關 火稍微延遲對微納光纖的損耗影響不是很大。通常用這種方法拉出的微納光纖 的損耗在20%以內。但是單邊拉伸結束時，要及時關火，實驗表明，若關火時 間延遲ls，則微納光纖的損耗會陡然增大到90%。
本發明制備微納光纖的裝置可通過控制拉伸方式、加熱區長度、拉伸速度 等因素，得到所需微納光纖。
權利要求
1、一種制備微納光纖的裝置，其特征在于，它主要由兩個步進電機、兩個光纖夾和一個加熱裝置組成。兩個光纖夾分別固定在兩個步進電機上，加熱裝置固定在兩個步進電機中間。
2、 根據權利要求l所述制備微納光纖的裝置，其特征在于，所述加熱裝置由氫 氣瓶和噴嘴連接組成或由水分解器和噴嘴連接組成。
3、 根據權利要求1所述制備微納光纖的裝置，其特征在于，所述裝置可以制備 長100 500匪左右，直徑400 1500nm左右的單錐形微納光纖。
4、 根據權利要求l所述制備微納光纖的裝置，其特征在于，所述裝置可以制備 長15 25腿左右，直徑l陶 3Mm左右的雙錐形微納光纖。
全文摘要
本發明公開了一種制備微納光纖的機械裝置，它主要由兩個步進電機、兩個光纖夾和一個加熱裝置組成，兩個光纖夾分別固定在兩個步進電機上，加熱裝置位于兩個步進電機中間。本發明制備微納光纖的裝置可以制備長100～500mm，直徑400～1500nm的單錐形微納光纖和長15～25mm，直徑1μm～3μm的雙錐形微納光纖，且有較高的可重復性，可以通過控制拉伸的方式、氫氣氣流量的大小、光纖在火焰中放置的位置和拉伸的速度得到所需長度與直徑的微納光纖。
文檔編號C03B37/02GK101445320SQ200810164188
公開日2009年6月3日 申請日期2008年12月29日 優先權日2008年12月29日
發明者曄 丁, 青 楊, 王珊珊, 童利民 申請人:浙江大學