[發明專利]一種光纖端面集成微納結構的加工方法

有效

• 申請號: 202110645730.7
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN113416006B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 仇旻;王紀永;張磊;賈倩楠;陳博取
• 申請（專利權）人: 西湖大學
• 主分類號: C03C25/68
• 分類號: C03C25/68;C03C25/12;C03C25/104
• 代理公司: 河南大象律師事務所 41129
• 代理人: 吳素華

本發明屬于一種光纖端面集成微納結構的加工方法，包括步驟：將待加工光纖安放到光纖適配器上，獲得待加工件；通過刻蝕載纖裝置將待加工件固定到刻蝕裝置處，通過刻蝕裝置對待加工光纖進行刻蝕加工；通過鍍膜載纖裝置將待加工光纖固定到鍍膜裝置處，通過鍍膜裝置對待加工光纖進行鍍膜加工；對待加工光纖進行刻蝕加工、鍍膜加工或鍍膜加工、刻蝕加工，獲得具有集成微納結構的功能光纖。本時發明克服了傳統的電子束、離子束刻蝕工藝只能在大面積平面襯底加工微納結構的局限性，為在光纖端面集成圖案復雜、尺寸精確的微納結構提供了一種高效、通用的加工方式。

技術領域

本發明屬于光纖端面制備技術領域，尤其涉及一種光纖端面集成微納結構的加工方法。

背景技術

光纖端面是一種新興的光與物質相互作用的微觀平臺，其結合了光纖光子學和平面化微納加工工藝兩大研究領域。多種材料以及各種巧妙的結構可以集成到光纖端面，同時結合光纖本身的體積小、低插損，能在極端工況下服役等特點，使得光纖被廣泛應用于傳感、通信、激光以及成像等領域。在光纖端面集成多功能微納結構的方法包括自上而下和自下而上兩種方式，自上而下可采用化學刻蝕，其優點在于加工速度快，適用于批量生產，但是加工精度較低，且需要制備掩膜版，無法加工復雜的微納結構；自下而上的方法通常采用自組裝，其優點在于效率高，成本低，但是得到的結構通常為散亂排布，無法精確控制其取向、大小。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術中存在的不足而提供一種效率高的在光纖端面集成微納結構的加工方法。

本發明的目的是這樣實現的：一種光纖端面集成微納結構的加工方法，包括以下步驟：

安裝；將待加工光纖安放到光纖適配器上，獲得待加工件；

刻蝕；通過刻蝕載纖裝置將所述待加工件固定到刻蝕裝置處，通過所述刻蝕裝置對所述待加工光纖進行刻蝕加工；

鍍膜；通過鍍膜載纖裝置將所述待加工件固定到鍍膜裝置處，通過所述鍍膜裝置對所述待加工光纖進行鍍膜加工；

集成；對所述待加工光纖進行刻蝕加工、鍍膜加工或鍍膜加工、刻蝕加工，獲得具有集成微納結構的功能光纖。

優選的，所述待加工光纖的一端為具有標準單模或多模光纖連接器的可集成微納結構的待加工端，另一端為光纖尾纖。

優選的，通過旋涂載纖裝置將所述待加工件固定到勻膠機處，由所述勻膠機將電子束抗蝕劑旋涂到所述待加工光纖的待加工端上，獲得旋涂光纖件；所述刻蝕裝置可發出電子束，由所述刻蝕裝置發出的電子束對所述旋涂光纖件的待加工端進行刻蝕加工，獲得刻蝕光纖件，對所述刻蝕光纖件顯影處理后，通過鍍膜載纖裝置將顯影后的待加工件固定到鍍膜裝置處，通過所述鍍膜裝置對顯影后的刻蝕光纖件的待加工端進行鍍膜加工；對經鍍膜處理后的刻蝕光纖件進行剝離處理，獲得具有集成微納結構的功能光纖。

優選的，通過所述鍍膜載纖裝置將所述待加工件固定到鍍膜裝置處，通過所述鍍膜裝置對所述待加工光纖進行鍍膜加工；所述刻蝕裝置可發出離子束，由所述刻蝕裝置發出的離子束對鍍膜后的待加工光纖的待加工端進行刻蝕加工，獲得具有集成微納結構的功能光纖。

優選的，所述的旋涂載纖裝置包括有旋轉載纖底座，所述旋轉載纖底座包括有下端與所述勻膠機連接的連接部、中部用于支撐的支撐部和上端用于裝載所述待加工件的裝載部。

優選的，所述支撐部的截面大于所述連接部和所述裝載部的截面。

優選的，所述裝載部為中空的筒壁結構，所述待加工件可放置在所述筒壁結構內。

優選的，所述裝載部上設置有可穿設所述待加工光纖的光纖尾纖的裝載孔。

優選的，所述刻蝕載纖裝置包括有光纖搭載底座，所述光纖搭載底座包括有下端與所述刻蝕裝置配合的燕尾槽，以及上端用于裝載所述待加工件的搭載部。