[發明專利]一種傾斜端面耦合型微納光纖光熱探針

在審

• 申請號: 202010545597.3
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111637985A
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 金華伏安光電科技有限公司
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32;G01K1/16;G01K7/02;G01J5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種傾斜端面耦合型微納光纖光熱探針，該光熱探針包括纖芯和金屬層，纖芯包括傾斜端面，金屬層覆蓋纖芯的側面和傾斜端面，并延伸出傾斜端面，形成探頭。使用時，纖芯中的光耦合到金屬層，并且傳播到探頭，探頭激發待測樣品發熱，熱通過探頭收集，并傳遞給金屬層。通過探測金屬層的溫度，實現待測樣品局域和微區光熱特性的探測。本發明應用傾斜端面將更多的光耦合進入金屬層，傾斜端面提高了位相差并加強了光與金屬層的作用，所以能夠將更多的光耦合進入金屬層，提高了光的耦合效率。此外，本發明中，光纖沒有被拉錐，光纖的直徑沒有變細，結構的穩定性強，整個探針的壽命長，在微納區域光熱探測領域具有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及光熱探測領域，具體涉及一種傾斜端面耦合型微納光纖光熱探針。

背景技術

近年來，發展起來的近場光學為研究材料的局域光學特性提供了新手段。在近場光學探針的激發或收集下，實現了介觀尺度上的光場高分辨激發與收集，為微納光學器件設計和材料微區光學特性表征的提供了重要手段。

光熱效應實現了新型光能轉換途徑，提供了新型太陽能利用的方式。

研究新型光熱材料的局域、微區光熱特征對于理解材料整體光熱效應、提高光熱材料的光熱性能至關重要。

在光熱探針的設計中，設計的難度之一是如何將更多的光能量聚集在小區域，針對小區域實現更強的光激發。另外，提高探針的強度，增加探針的壽命也是光熱探針設計中需要關注的因素。

發明內容

為解決以上問題，本發明提供了一種傾斜端面耦合型微納光纖光熱探針，該光熱探針包括纖芯和金屬層；纖芯包括傾斜端面，金屬層從纖芯的側面延伸至傾斜端面，并伸出傾斜端面，形成探頭；使用時，纖芯中的光耦合到金屬層，并且傳播到探頭，探頭激發待測樣品發熱，熱通過探頭收集，并傳遞給金屬層。

更進一步地，探頭置于傾斜端面的最底部。

更進一步地，在傾斜端面處的金屬層中設有縫隙。

更進一步地，縫隙的方向垂直于纖芯的軸線方向。

更進一步地，在傾斜端面處的金屬層中設有矩形孔洞。

更進一步地，矩形孔洞的邊垂直于纖芯的軸線方向。

更進一步地，傾斜端面上設有凹槽。

更進一步地，凹槽的方向垂直于纖芯的軸線方向。

更進一步地，探頭的頭部為錐形。

更進一步地，金屬層的材料為金。

本發明的有益效果：本發明提供了一種傾斜端面耦合型微納光纖光熱探針，該光熱探針包括纖芯和金屬層，纖芯包括傾斜端面，金屬層覆蓋纖芯的側面和傾斜端面，并延伸出傾斜端面，形成探頭。使用時，纖芯中的光耦合到金屬層，并且傳播到探頭，探頭激發待測樣品發熱，熱通過探頭收集，并傳遞給金屬層。通過探測金屬層的溫度，實現待測樣品局域和微區光熱特性的探測。本發明應用傾斜端面將更多的光耦合進入金屬層，傾斜端面提供了位相差并加強了光與金屬層的作用，所以能夠將更多的光耦合進入金屬層，提高了光的耦合效率。此外，本發明中，光纖沒有被拉錐，光纖的直徑沒有變細，結構的穩定性強，整個探針的壽命長，在微納區域光熱探測領域具有良好的應用前景。

以下將結合附圖對本發明做進一步詳細說明。

附圖說明

圖1是傾斜端面耦合型微納光纖光熱探針的示意圖。

圖2是又一種傾斜端面耦合型微納光纖光熱探針的示意圖。

圖3是再一種傾斜端面耦合型微納光纖光熱探針的示意圖。

圖中：1、纖芯；2、傾斜端面；3、金屬層；4、探頭；5、縫隙。