[發(fā)明專利]一種利用化學(xué)腐蝕法制備微細(xì)光纖的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210015000.X
• 申請日: 2012-01-17
• 公開（公告）號: CN102565925A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邵天敏;劉佳琛;王惠;劉大猛;張少婧
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關(guān)暢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制備微細(xì)光纖的方法，特別是關(guān)于一種利用化學(xué)腐蝕法制備微細(xì)光纖的方法。

背景技術(shù)

微細(xì)光纖主要應(yīng)用于微納加工領(lǐng)域以及光波導(dǎo)傳輸領(lǐng)域，現(xiàn)有的微細(xì)光纖制備方法以機械拉伸法和化學(xué)腐蝕法為主，機械拉伸法利用光纖的熱熔性，應(yīng)用激光或紅外光對光纖中間一處進(jìn)行加熱，同時在兩端施加外力均勻緩慢拉伸，隨著拉伸的進(jìn)行，光纖在加熱點處逐漸變細(xì)直至被拉斷，可制造出應(yīng)用于掃描近場光學(xué)顯微鏡的錐形光纖探針，針尖曲率半徑在納米量級。但是機械拉伸法不能獲得具有一定長度且直徑均勻的光纖?，F(xiàn)階段最為普及使用的微細(xì)光纖制備方法是化學(xué)腐蝕法，化學(xué)腐蝕法的原理是利用氫氟酸與二氧化硅之間的化學(xué)反應(yīng)將光纖逐層腐蝕后得到微細(xì)光纖，具體的反應(yīng)公式為：SiO₂(s)+4HF(aq)→SiF₄(g)+2H₂O。

目前，利用化學(xué)腐蝕法制備微細(xì)光纖仍是以制備光纖探針為主，將光纖纖芯置于氫氟酸溶液中，將置于液面下的光纖完全腐蝕，利用液面的毛細(xì)作用原理，實現(xiàn)在液面處制備具有一定錐度的錐形針尖，但是目前尚無制備具有一定長度且直徑均勻的微細(xì)光纖的方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種光纖直徑在微米量級，光纖表面光潔度好、光纖直徑在長度方向上均勻，且能夠縮短制備微細(xì)光纖的時間的利用化學(xué)腐蝕法制備微細(xì)光纖的方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種利用化學(xué)腐蝕法制備微細(xì)光纖的方法，包括以下步驟：1)設(shè)置一包括有超聲波清洗機、放置有濃硫酸溶液的容器、放置有去離子水的容器和放置有氫氟酸溶液的容器的制備微細(xì)光纖的裝置，所述超聲波清洗機包括有清洗槽；2)對待處理的光纖的樹脂外包層進(jìn)行腐蝕，具體過程為：將放置有濃硫酸溶液的容器靜置于所述超聲波清洗機的清洗槽中，且將所述清洗槽中加入適量的水，水平面的高度低于所述容器的頂端，將待處理的光纖浸沒在所述濃硫酸溶液中，打開所述超聲波清洗機的開關(guān)，將光纖在所述濃硫酸溶液中進(jìn)行腐蝕后，將去除樹脂外包層后的光纖取出；3)將所述去除樹脂外包層的光纖在去離子水中進(jìn)行浸泡，將光纖上殘留的濃硫酸溶液清洗掉后取出；4)將盛有氫氟酸溶液的容器靜置于超聲波清洗機的清洗槽中，將清洗槽中加入適量的水，水平面的高度要低于容器的頂端，將經(jīng)過去離子水清洗的光纖浸沒在氫氟酸溶液中，打開超聲清洗機的開關(guān)，將光纖在氫氟酸溶液中腐蝕后取出；5)將經(jīng)所述氫氟酸溶液腐蝕后的光纖放置于去離子水中浸泡后取出。

所述光纖為單模光纖、多模光纖中的一種。

所述濃硫酸的濃度、氫氟酸溶液的濃度、濃硫酸的腐蝕時間和氫氟酸的腐蝕時間根據(jù)待處理光纖的長度、待處理光纖的直徑、制備光纖的長度和制備光纖的直徑確定。

所述濃硫酸溶液的濃度采用70％～98％，所述氫氟酸溶液的濃度采用20％～60％。

本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點：1、本發(fā)明由于將光纖放置在氫氟酸溶液中，將盛有氫氟酸溶液的容器放置在超聲波清洗機的清洗槽中，且在化學(xué)腐蝕的同時加入超聲波，超聲波使得氫氟酸溶液產(chǎn)生機械振動，因此能夠加速光纖的腐蝕，有效縮短制備光纖的時間。2、本發(fā)明由于增加了超聲波的作用，使得氫氟酸溶液在操作過程中濃度更加均勻，與現(xiàn)有的無超聲波輔助的化學(xué)腐蝕制備光纖的方法相比，光纖表面得到均勻腐蝕，有效提高了制備的光纖的表面光潔度和直徑在長度方向上的均勻性，能夠避免所制備的光纖表面出現(xiàn)不平或部分區(qū)段內(nèi)部有氣泡或空穴的情況發(fā)生。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于微細(xì)光纖的制備中。

附圖說明

圖1是采用本發(fā)明制備的光纖在掃描電子顯微鏡下的效果示意圖；

圖2是采用現(xiàn)有的化學(xué)腐蝕方法制備的光纖掃描電子顯微鏡下的效果示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。

本發(fā)明利用化學(xué)腐蝕法制備微細(xì)光纖的方法，包括以下步驟：

1)本發(fā)明的制備微細(xì)光纖的裝置包括有一超聲波清洗機、一放置有濃硫酸的容器、一放置有去離子水的容器和一放置有氫氟酸溶液的容器。