[發明專利]一種復合結構微瓶透鏡的制備方法及復合結構微瓶透鏡

有效

• 申請號: 202210356452.8
• 申請日: 2022-04-06
• 公開（公告）號: CN114815008B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 顧國強;楊慧
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: G02B3/00
• 分類號: G02B3/00;G02B6/255
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 劉建偉

本申請提供的復合結構微瓶透鏡的制備方法及復合結構微瓶透鏡，先在半錐形微光纖上粘附微量的聚合物微液體，再將粘附的一段或多段微量聚合物液體可控的轉移至另一根半錐形微光纖上，形成瓶子形輪廓的覆蓋膜，并與微光纖一起組成復合結構的微瓶透鏡，最后用光固化或者熱固化的方式將復合結構微瓶透鏡的液體覆蓋膜部分轉變成固態，形成穩定、易操作的復合結構微瓶透鏡。

技術領域

本申請涉及光學元件技術領域，特別涉及一種復合結構微瓶透鏡的制備方法及復合結構微瓶透鏡。

背景技術

復合結構的微瓶透鏡，早期名稱有紡錘節微纖維、微瓶諧振腔等，屬于纖維和光學微腔領域，其中紡錘節微纖維在集水、油水分離、微流控、自清潔等領域應用廣泛，而微瓶諧振腔在延遲線、微激光器、非線性光學、光機械、傳感等領域具有重要的應用。與本發明最相近似的實現方案，最早的制備方法是本人于2013和2014年提出的(專利號：ZL201310268542.2；Applied Optics,2014,53:7819-7824)。其中在發明專利“ZL201310268542.2”中，是依托裸光纖或者微光纖制備光學膠貼劑的微瓶諧振腔，所用材料為美國Norland公司生產的NOA 61光學膠貼劑，其用途為制作回音壁膜光學微諧振腔器件，制備方法是通過一根半錐形光纖將NOA 61光學膠貼劑液滴滴入標準單模光纖或者熱拉法形成的全錐光纖的錐腰處，液體表面張力和粘滯力效應在裸光纖或者微光纖上形成單個的瓶子形微諧振腔；在發表文章“Applied Optics,2014,53:7819-7824”中，同樣使用Norland公司生產的NOA 61光學膠貼劑，依托熔融拉錐形成的微光纖，利用膠貼劑在微光纖上的潤濕和液體表面張力作用在微光纖上自組裝的形成連續多個瓶子形結構的光學微諧振腔，其應用領域也是回音壁膜光學微腔。

現有技術的缺點主要是：1)因為所做器件均應用于光學微腔器件，因此所述光學膠貼劑的限定條件較為嚴格，通常需要寬的透光帶寬、低的光衰減率且在光照射下具有低收縮和固化后具有高硬度等特性；2)采用的方法是用一根半錐形光纖將微液滴滴入一根全錐光纖來形成微瓶諧振腔，顯然滴入方式需要借助液滴的重力來克服微光纖的粘附力，因此微液滴不能太小，否則無法從半錐形微光纖中脫離出來；3)由于是依托全錐光纖讓附著于微光纖上的光學膠貼劑液體自然斷裂并收縮形成微瓶諧振腔，不能施加外部的人為控制，因此所形成的微瓶諧振腔個數和尺寸無法掌控。

發明內容

鑒于此，有必要針對現有技術中存在缺陷提供一種形成穩定、易操作的復合結構微瓶透鏡的制備方法及復合結構微瓶透鏡。

為解決上述問題，本申請采用下述技術方案：

本申請提供了一種復合結構微瓶透鏡的制備方法，包括下述步驟：

提供兩段半錐形微光纖，其中，所述半錐形微光纖的一端最細部分且直徑相等的區域為錐腰區，裸光纖到所述錐腰區之間微光纖直徑逐漸變小的區域為錐形過渡區；

將聚合物微液體轉移至其中一段所述錐形過渡區；

將所述聚合物微液體沿所述錐形過渡區滑落至所述錐腰區，并部分附著在所述半錐形微光纖上；

附著在所述半錐形微光纖上的所述聚合物液體形成若干微小液滴；

將所述微小液滴轉移至另一段所述半錐形微光纖的錐腰處；

轉移至另一段所述半錐形微光纖的錐腰處的微小液滴形成液體覆蓋膜，并與被包裹的微光纖形成復合結構的微瓶透鏡；

將液體覆蓋膜固化形成固態的復合結構微瓶透鏡。

在其中一些實施例中，在提供兩段半錐形微光纖的步驟中，具體包括下述步驟：

剝離光纖的中間部分的涂覆層，得到包含包層和芯層的裸光纖；

對所述裸光纖進行拉伸，得到錐形微光纖；

拉斷所述錐形微光纖形成兩段半錐形微光纖。