[发明专利]一种微纳结构在光纤端面的转印方法有效

专利信息
申请号: 201810888009.9 申请日: 2018-08-07
公开(公告)号: CN108957624B 公开(公告)日: 2020-07-14
发明(设计)人: 赵复生;李静婷;赵俊洋 申请(专利权)人: 纤瑟(天津)新材料科技有限公司
主分类号: G02B6/02 分类号: G02B6/02;G03F7/34
代理公司: 北京红福盈知识产权代理事务所(普通合伙) 11525 代理人: 陈月福
地址: 300000 天津市滨海新区经济技术开发区信环西路19号泰达*** 国省代码: 天津;12
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摘要:
搜索关键词: 一种 结构 光纤 端面 方法
【说明书】:

发明提供一种微纳结构在光纤端面的转印方法,其特征在于包括以下步骤:提供一硬质基底,并且在所述硬质基底上形成一用于形成微纳结构的印制模型;在所述硬质基底形成有印制模型的一侧涂覆一层形成层;在所述形成层远离所述硬质基底的一侧与多根光纤的光纤端面进行固定连接;对所述硬质基底以及所述硬质基底上的形成层进行切割整形;将所述硬质基底从所述形成层上分离。本发明引入一层形成层,并且提供一印制模型,所述印制模型能够实现规模化生产,并且其加工工艺可以利用现有的硅加工工艺,只需将所述印制模型的图形转印至所述形成层,可以进行规模化处理。并且本发明在形成所述形成层的过程中采用多层涂覆,有效保证了微纳结构的精度。

技术领域

本发明涉及微纳加工技术领域,具体涉及一种微纳结构在光纤端面的转印方法。

背景技术

光纤作为.一种可将光信号远距离传输并限制在狭小空间内的手段,其光学传感方面的应用得到了深入的研究并在多个领域实现。近二十年来,随着微纳加工科技的进步,越来越多的微纳结构(例如光子晶体,金属纳米结构等)被成功实现并得到了广泛的研究,这些微纳结构带来了众多前所未有的传感特性。自从20世纪70年代以来,科研人员就意识到了将光纤技术和微纳加工技术相结合带来的巨大优势。其后,压力传感器、表面增强拉曼光谱传感器等微纳光纤传感器的实现使这种优势成为了现实。

尽管光纤与微纳加工技术的结合具有非常重要的意义,但是其技术上的实现也面临着一定的挑战。光纤的结构决定了其端面是光唯一的出入口,因此也成为了微纳加工的首选平台。然而光纤端面狭小的空间极大地提高了的微纳加工的技术难度。虽然科研人员已经尝试过多种在光纤端面实现微纳结构的技术,并取得了诸多进展,但是加工技术依旧是微纳光纤传感器发展的瓶颈之一。

目前,在光纤端面进行加工主要采用热熔或者腐蚀技术对光纤端面进行直接加工。热熔状态下,由于表面张力,光纤的端头可形成透镜状或液滴状结构,用于光线的准直或者制备高品质回音壁模式共振腔。热熔状态下的光纤端头还可以通过压印的方式进行加工,但是由于普通玻璃光纤较高的熔点,该技术目前只能应用于低熔点的聚合物光纤和卤化银光纤。使用腐蚀技术,可以完成锥形光纤端面的加工,但是同热熔技术一样,腐蚀技术难以获得更加复杂的微纳结构。

使用更加精密的蚀刻技术,可以在光纤的端面实现更加复杂的结构,这些蚀刻技术包括聚焦离子束技术和飞秒激光技术。研究人员成功使用聚焦离子束在光纤的端头制备了原子力显微镜所需要的探针和悬臂,使用飞秒激光蚀刻技术成功的制备了菲涅尔相位透镜和光栅结构。虽然使用上述的方法可以实现复杂结构的制备,但是由于这些技术不具备规模化的可能性,因此它们仅可以作为科研上原理验证的手段。

发明内容

有鉴于此,本发明提供一种微纳结构在光纤端面的转印方法,

本发明提供一种微纳结构在光纤端面的转印方法,其特征在于包括以下步骤:

提供一硬质基底,并且在所述硬质基底上形成一用于形成微纳结构的印制模型;

在所述硬质基底形成有印制模型的一侧涂覆一层形成层;

在所述形成层远离所述硬质基底的一侧与多根光纤的光纤端面进行固定连接;

对所述硬质基底以及所述硬质基底上的形成层进行切割整形;

将所述硬质基底从所述形成层上分离。

优选地,所述形成层为PDMS层,形成所述PDMS层包括:

液态PDMS涂覆;

除去所述PDMS层中的气体;

PDMS层固化;

重复PDMS层涂覆-气体去除-固化的过程。

优选地,在所述硬质基底上形成所述形成层之前还包括印制模型处理过程,即对所述硬质基底的印制模型进行处理,形成防粘层。

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