[发明专利]光纤内集成聚合物微纳结构的光纤器件及其制备方法

说明书

本发明公开了一种光纤内集成聚合物微纳结构的光纤器件的制备方法，该方法包括：对空芯光纤进行熔接处理，使空芯光纤熔接在两根实心光纤之间，利用飞秒激光烧蚀技术将熔接后的空芯光纤进行烧蚀处理，使空芯光纤上烧蚀出垂直于内壁的通槽，然后在空芯光纤内部填入无色且透明的光刻胶材料，使空芯光纤内部填满光刻胶材料，再利用飞秒激光双光子聚合技术对空芯光纤内部的光刻胶材料上进行聚合加工，最后显影液清洗经过聚合加工处理后的空芯光纤，得到内部具有聚合物微纳结构的器件。该器件内部具有聚合物微纳结构，使其具有聚合物功能特性，该器件很好的将聚合物的材料特性与光纤的传输特性结合在一起，实现复杂聚合物功能微结构与光纤的集成。

技术领域

本发明涉及光纤传感领域，尤其涉及一种光纤内集成聚合物微纳结构的光纤器件及其制备方法。

背景技术

聚合物材料相对比石英因具有非常好的材料特性而广泛应用于光纤传感或通信领域，用聚合材料制备的聚合物光纤布拉格光栅器件具有更高的灵敏度，有望用于生物体内温度的监测。

现有的制备此聚合物功能微结构的方法有如下：离子束刻蚀法、双光子聚合加工法和紫外掩膜版曝光法等，其中，利用离子束刻蚀法仅可在平面进行加工且无法实现复杂三维结构的加工，因此加工出来的设备不利于光纤系统的集成；双光子聚合加工法可以实现复杂三维聚合物微结构的加工，但因为聚合物较差的机械性的局限，也不能很好地实现光纤集成；紫外掩膜版曝光法制备的聚合物结构一般在聚合物光纤中制备布拉格光栅，此制作手法单一，加工有局限性，且聚合物光纤不利于与石英光纤的熔接，因此，此方法制备的聚合物结构不利于光纤系统的集成。上述现有的制备聚合物功能微结构的方法均不能很好的将聚合物的材料特性与光纤的传输特性结合在一起，实现复杂聚合物功能微结构与光纤的集成。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种光纤内集成聚合物微纳结构的光纤器件及其制备方法，用于解决现有技术不能实现复杂聚合物功能微结构与光纤的集成的技术问题。

为实现上述目的，本发明第一方面提供一种光纤内集成聚合物微纳结构的光纤器件的制备方法，所述方法包括：

对空芯光纤进行熔接处理，使空芯光纤熔接在两根实心光纤之间；

利用飞秒激光烧蚀技术将所述熔接后的空芯光纤进行烧蚀处理，使所述空芯光纤上烧蚀出垂直于内壁的通槽；

在已进行所述烧蚀处理的空芯光纤的内部填入无色且透明的液态光刻胶材料，使所述空芯光纤的内部填满所述光刻胶材料；

利用飞秒激光双光子聚合技术在所述空芯光纤内部的光刻胶材料上进行聚合加工，再利用显影液清洗经过所述聚合加工处理后的空芯光纤，得到内部具有聚合物微纳结构的光纤内集成聚合物微纳结构的光纤器件。

本发明第二方面提供一种光纤内集成聚合物微纳结构的光纤器件，所述光纤内集成聚合物微纳结构的光纤器件包括：实心光纤、空芯光纤和无色且透明的光刻胶材料；

所述空芯光纤熔接在两根所述实心光纤之间；

所述空芯光纤的通槽垂直于所述空芯光纤的内壁；

所述光刻胶材料位于所述空芯光纤的内部的通槽中；

所述空芯光纤内部通槽中具有所述聚合物微纳结构。

本发明提供一种光纤内集成聚合物微纳结构的光纤器件及其制备方法，该方法先将空芯光纤与实心光纤进行熔接，再在空芯光纤内部制备聚合物微纳结构，使其得到光纤内集成聚合物微纳结构的光纤器件具有聚合物功能特性，同时，因该光纤内集成聚合物微纳结构的光纤器件两端为实心光纤，该光纤内集成聚合物微纳结构的光纤器件两端与其他石英光纤的熔接也方便，很好地将聚合物的材料特性与光纤的传输特性结合在一起，实现复杂聚合物功能微结构与光纤的集成。

附图说明