1、微纳光纤制备技术概述【摘 要】本文详细介绍了几种微纳光纤的制作方法与过程，指出可重复性的微纳光纤制作是其实用化的关键。 【关键词】微纳光纤；制备技术；可重复性 微纳光纤器件在通信、传感领域有着潜在的广泛应用，而顺利制作微纳光纤是应用的前提。微纳光纤制备技术主要有自调制拉锥法、火焰烘烤拉伸法、改进的火焰烘烤拉伸法、块状玻璃直接拉制法。 一、微纳光纤制备方法 （1）火焰烘烤拉伸法。火焰烘烤拉伸法最开始是制作光纤锥和光纤耦合器的方，制作过程如图 1 所示，火焰在光纤下面来回移动烘烤，光纤两端用夹具固定在可电动移动的夹具台上，计算机控制这三个移动夹具台。光纤的加热区域拉伸，光纤直径减小。加热源和光纤两
2、端都被固定在由计算机控制的移动平台上。通过精确控制光纤和火焰的移动，光纤锥形状可以精确控制。这种技术制作的纳米光纤直径可达 30nm，并且可以制备低损耗的长纳米线。 （2）自调制拉锥法。这项技术包括两个步骤：第一，使用常规的火焰烘烤拉伸技术把光纤拉锥成直径到几个微米的状态；然后，光纤断裂成两部分，将其中一个的尾部缠绕到一个热蓝宝石棒的尖端，继续拉伸直至亚微米直径。用一个火焰给蓝宝石棒的尖端加热，火焰要与光纤保持一定的距离；这样保证了小的加热区域和温度分布的稳定性。尽管自调制拉锥法制作过程很复杂，并且损耗相对较高（至少比其他的制作方法高一个数量级） ，但是这种方法却可以制作出更细直径的光纤：通过
3、精细控制制作参数，纳米线的直径甚至可以达到 10nm。 （3）改进的火焰烘烤拉伸法。该改进方法实验装置与图 1 相似，只是用了不同的加热源：将火焰换成微加热器或者换成 CO2 激光器加热的蓝宝石毛细管。微加热器是电阻式的，可以通过改变电流来调节温度。CO2 激光器加热的蓝宝石毛细管这种加热源的温度控制是通过改变激光束在蓝宝石毛细管上的聚焦程度来改变的。改进的火焰烘烤拉伸法可以改变加热过程的温度，提高了火焰加热方法的灵活控制能力：使用这种方法可以由受热软化的玻璃制备微纳米线。如果使用材料为二氧化硅光纤，采用改进的火焰烘烤拉伸法时会有极低的 OH 含量（由于燃烧产生的水蒸气带入的，大概比火焰烘烤拉
4、伸法低三个数量级） 。 （4）块状玻璃直接拉制法。采用块状材料直接拉制纳米线的过程如下：加热蓝宝石小棒，然后尖端插入块状玻璃，被接触的地方就会变软；当蓝宝石小棒迅速离开，一根微米尺度或者亚微米尺度的玻璃丝就形成了。这种方法及其灵活而且不需要特别贵的设备，但是纳米线的均与性和直径难以控制。文献5用这种方法从亚碲酸盐和磷酸盐玻璃成功拉制了微纳米线，文献6从聚合物中成功拉直了微纳米线。 二、结语 以上主要对几种微纳光纤的制备方式进行了概述，虽然每种方法都可以顺利制作出微纳光纤，但是如何根据应用和需要制作所需长度、直径的微纳光纤需要进一步研究，同时微纳光纤的可重复性制作是其实用化的关键。 参考文献 1
5、Brambilla G.，F.Xu，X.Feng.Fabrication of optical fibre nanowires and their optical and mechanical characterisation.Electronics Letters.2006，42（9）：517519 2Tong L.M.，J.Y.Lou ，Z.Z.Ye，et al.Self-modulated taper drawing of sil ica nanowires.Nanotechnology.2005，16（9）：14451448 3Maegi E.C.， L.B.Fu，H.C.Nguyen
6、，et al.Enhanced Kerr nonlinearity in sub-wavelength diameter As2Se3 chalcogenide fiber tapers.Optics Ex press.2007，15（16）：1032410329 4Sumetsky，M.Optical fiber microcoil resonator.Optics Express.2004，12（10）：23032316 5Tong L.，L.Hu ，J.Zhang，et al.Photonic nanowires directly drawn from bulk glasses.Optics Express.2006，14（1）：8287 6Xing X.，Y.Wang，B.Li.Nanofiber drawing and nanodevice assembly in poly（trimethylene terephthalate）.Optics Express.2008，16（14）：1081510822
