[实用新型]一种可调节微纳米环半径的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于光子学领域，涉及一种可调节微纳米环半径的装置。

背景技术

环形谐振腔是一种重要的光学器件，利用微纳米线制作的环形谐振腔具有成本低、制作简单，品质因数较大等优点，可用于制作光学谐波器、传感器、微型激光器等光子学器件。目前人们利用光刻技术、组装手段等方法可以制作出线条直径为微米量级或纳米量级的微纳米环，但所制作的每一种微纳米环的半径是固定的。而可调半径的微纳米环可以提供可调的品质因数（Q）和可调的传输光谱自由谱谱线宽度（FSR），在光通信领域有潜在应用。

发明内容

针对现有技术的缺点，本实用新型的目的是提供一种简单、成本低、环半径可变化的微纳米环的制作方法。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种可调节微纳米环半径的装置，包括底座、位于底座一端的固定支撑臂和另一端的活动支撑臂、以及两端分别固定在固定支撑臂和活动支撑臂上的微纳米环；其特征在于还包括螺杆，螺杆穿过活动支撑臂上的螺纹孔，进一步与固定支撑臂相接触；所述装置还包括导轨，导轨固定在底座上，与螺杆平行设置；活动支撑臂嵌套在导轨上，活动支撑臂与导轨的嵌套固定力大于活动支撑臂的螺纹孔内壁与螺杆之间的摩擦力，通过旋转螺杆使活动支撑臂沿着导轨平行移动，从而调节调节活动支撑臂与固定支撑臂之间的距离，调节微纳米环的半径大小。

螺杆与固定支撑臂之间是通过轴承相连接，螺杆可以沿平行于轴向的方向相对移动并保持与固定支撑臂的接触。

螺杆远离固定支撑臂的一端还连接有旋钮，通过转动旋钮带动螺杆旋转从而调节活动支撑臂与固定支撑臂之间的距离。

微纳米线的直径可以为0.1微米到100微米，长度为1-100厘米，且具有较好的柔韧性。

微纳米环必须是环半径可连续变化的单结环。

微纳米环的最大半径是最初绕成的环的半径，其半径通过旋转螺杆使活动支撑臂向远离固定支撑臂的方向移动由大到小改变。

本实用新型的目的在于制作特定半径大小的微纳米环，为了实现上述目的，本装置通过螺杆的旋转从而移动螺杆，使嵌套在螺杆上的活动支撑臂向远离固定支撑臂的方向移动。活动支撑臂嵌套在导轨上，保证了其与固定支撑臂的水平，而且活动支撑臂固定在导轨的力量比旋转螺杆时螺杆与活动支撑臂之间的旋转力要大，从而使微纳米环的一端稳定受力，得到形状稳定的特定半径的微纳米环。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1.本实用新型制作的微纳米环半径从大到小可连续改变；

2.本实用新型的制作方法简单、成本低廉；

3.提供一种制作简便的可调节微纳米环半径的工具。

附图说明

图1：微纳米环的制作装置示意图。

图2：利用本实用新型的制作方法制作的、以直径为3.5微米的聚合物线为例的微纳米环扫描电子显微镜图片；环的半径约为70微米。

图3：利用本实用新型的制作方法制作的环半径从（a）700微米到（b）632微米、（c）500微米、（d）417微米、（e）376微米、（f）343微米、（g）250微米变化的微纳米环及其可见光在其中传输的光学显微镜图片。

具体实施方式

本实用新型以聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）聚合物微米线为例，说明这种微纳米环的制作方法实施例。

实施例

将导轨9水平固定在底座10上，固定支撑臂5固定在导轨9和底座10的一端，活动支撑臂6嵌套在导轨9上，与固定支撑臂5相互平行并在同一水平面内。螺杆8穿过活动支撑臂6上的螺纹孔11，其一端通过轴承12与固定支撑臂5相接触，另一端与旋钮7固定在一起，螺杆8与导轨9平行。

采用一步拉伸法拉制出一根PTT微米线1，将其绕成环状，然后将微米线的一端穿过环紧制作出一个半径为毫米量级的结形环（如图1所示）。

用胶带3将PTT微米线1的一端固定在微型调节架的固定支撑臂5上，另一端用胶带4固定在微型调节架的活动支撑臂6上。调节微型调节架的旋钮7，使活动支撑臂6朝远离固定支撑臂5的方向移动，将环的半径逐渐减小，当环半径达到预定值时停止旋转旋钮，从而制作出一个特定半径的微纳米环（如图2所示）。

本实施以环半径逐渐减小时的光学显微镜照片为实例说明。在图3中，第Ⅰ组为没有通光的光学显微镜图片，第Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ组分别为通红光（波长为650纳米），绿光（波长为532纳米）和蓝光（波长为473纳米）的光学显微镜图片。图中的标尺为100微米，PTT聚合物线的直径为3.5微米。环的半径分别为：（a）700微米，（b）632微米，（c）500微米，（d）417微米，（e）376微米，（f）343微米，（g）250微米。