專利名稱：光纖表面環狀微結構及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種光纖表面環狀微結構及其制備方法，屬于材料微結構及其制備技術領域。
背景技術：
通過石英光纖中光的信號改變是光信息和傳感的重要應用基礎。在石英纖維表面制備微結構，可以實現光在纖維中傳輸的調制，或者實現光對外面環境及其變化的響應，因而在微納光學、生物、傳感、信息等領域具有重要的應用。目前在石英光纖表面制備微結構的主要方法是微加工技術，例如用聚焦離子束刻蝕等技術在石英纖維的表面制備納米微結構。微加工技術由于制備效率和加工面積不高，因此不利于其大規模制備和成本降低。

發明內容
本發明的目的是提供一種光纖表面環狀微結構，使該微結構材料可以在微納光學、生物、傳感、信息等領域獲得廣泛應用。本發明的另一目的是提供該微結構材料的制備方法。本發明所述的光纖表面環狀微結構，由石英裸光纖和環繞光纖的環形納米顆粒陣列組成，環形納米顆粒陣列的間距為2 μ m-500um可調。本發明所述的光纖表面環狀微結構的制備方法，包括以下步驟
(1)將納米顆粒分散在溶劑中；其中，納米顆粒可為銀、金、鉬等金屬納米顆粒，或者氧化鈦、氧化硅、硫化鎘等無機納米顆粒，或者聚苯乙烯等有機納米顆粒；溶劑為水、乙醇、丙酮、甲苯等極性或非極性溶劑；
(2)將石英纖維垂直置于上述液體中，停留5min后提拉2-500um可調的設定距離；
(3)多次重復步驟(2)，即可獲得光纖表面環狀微結構。本發明與現有技術相比，其顯著優點是(I)可獲得新型的光纖表面環狀微結構。
(2)成本低廉，無需大型儀器，工藝簡單可靠。


圖I是本發明光纖表面環狀微結構制備的示意圖。I-石英纖維，2-有機溶劑b，
3-HF酸，4-有機溶劑a。
具體實施例方式實施例I :將銀納米顆粒分散在水中，將石英纖維I垂直置于上述液體中，停留5min后提拉2um的設定距離，停留5min后再提拉5um的設定距離，交替重復上述步驟，即可獲得光纖表面間距I μ m和5 μ m交替排列的銀納米顆粒環狀微結構。實施例2 :將氧化硅納米顆粒分散在乙醇中，將石英纖維I垂直置于上述液體中，停留5min后提拉500um的設定距離，多次重復上述步驟，即可獲得光纖表面周期為500 μ m的氧化硅納米顆粒環狀微結構。實施例3 :將聚苯乙烯微球分散在丙酮中，將石英纖維I垂直置于上述液體中，停留5min后提拉IOOum的設定距離,再次停留5min后提拉50 μ m的設定距離,交替重復上述步驟，即可獲得光纖表面周期為100 μ m和50 μ m交替的聚苯乙烯微球環狀微結構。實施例4 :將硫化鎘納米顆粒分散在水中，將石英纖維I垂直置于上述液體中，停留5min后提拉IOum可調的設定距離，重復上述步驟，即可獲得光纖表面周期為IOym的硫化鎘納米顆粒環狀微結構。實施例5 :將鉬金屬納米顆粒分散在乙醇溶劑中，將石英纖維I垂直置于上述液體中，停留5min后提拉300um的設定距離，多次重復上述步驟，即可獲得光纖表面周期為300 μ m的鉬納米顆粒環狀微結構。實施例6 :將銀納米顆粒分散在水中，將石英纖維I垂直置于上述液體中，停留5min后提拉2um的設定距離,停留5min后再提拉4um的設定距離,停留5min后再提拉8um 的設定距離，按照下一次提拉距離是上次提拉距離倍數的方式重復上述步驟，即可獲得光纖表面間距2 μ m倍增排列的銀納米顆粒環狀微結構。
權利要求
1.光纖表面環狀微結構，其特征是，所述光纖表面環狀微結構由石英裸光纖和環繞光纖的環形納米顆粒陣列組成，環形納米顆粒陣列的間距為2 μ m-500um可調。
2.制備如權利要求I所述的光纖表面環狀微結構的方法，其特征是該方法包括以下步驟 (1)將納米顆粒分散在溶劑中；(2)石英纖維垂直置于上述液體中，停留5min后提拉設定距離；(3)多次重復步驟(2)，即可獲得光纖表面環狀微結構。
3.根據權利要求2所述的光纖表面環狀微結構的制備方法，其特征是步驟(I)中所述的納米顆粒為銀、金、鉬或其它金屬納米顆粒，或者為氧化鈦、氧化硅、硫化鎘或其它無機納米顆粒，或者為聚苯乙烯或其它有機納米顆粒。
4.根據權利要求2或3所述的光纖表面環狀微結構的制備方法，其特征是步驟(I)中所述的溶劑為極性或非極性溶劑。
5.根據權利要求2所述的光纖表面環狀微結構的制備方法，其特征是步驟(2)中所述的設定距離為2 μ m到500 μ m可調。
全文摘要
本發明公開了一種光纖表面環狀微結構及其制備方法，該光纖表面環狀微結構由石英裸光纖和環繞光纖的環形納米顆粒陣列組成，環形陣列的間距為2μm-500μm可調。其制備方法包括以下步驟(1)將納米顆粒分散在溶劑中；(2)石英纖維垂直置于上述液體中，停留5min后提拉設定距離；(3)多次重復步驟(2)，即可獲得光纖表面環狀微結構。本發明結構新穎，制備簡單，可在微納光學、生物、傳感、信息等領域獲得應用。
文檔編號C03C25/46GK102826766SQ20121034144
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月17日 優先權日2012年9月17日
發明者盧明輝, 陳延峰, 葛海雄, 袁長勝 申請人:無錫英普林納米科技有限公司