[发明专利]近场光学的光纤探针及制备方法

说明书

本发明涉及近场光学的光纤探针及制备方法，主要涉及光纤设备领域。本申请通过将光纤头设置为锥状光纤头，锥状光纤头外部覆盖有金属层，金属层上开设有孔洞，通孔洞贯穿至锥状光纤头的纤芯处，由于该孔洞穿过该金属层，并贯穿到该光纤头的纤芯处，则当该光纤探针用于激发光时，该光纤头中传输的光通过该通孔传出，并沿着该金属层表面向该光纤头尖端进行传输，由于尖端较小，光通过该光纤尖端进行反射，将该光纤探针应用在近场光学显微镜上，使得对被观察样品的观察分辨率提高，并且由于该孔洞的存在，光可以通过该孔洞到达该光纤探针的尖端，进而解决了通光量较少的问题，即本申请中的光纤探针同时解决了分辨率低和通光量低的问题。

技术领域

本发明涉及光纤设备领域，主要涉及一种近场光学的光纤探针及制备方法。

背景技术

近场光学显微镜由光纤探针、信号传输器件、扫描控制、信号处理和信号反馈等系统组成。近场产生和探测原理：入射光照射到表面上有许多微小细微结构的物体上，这些细微结构在入射光场的作用下，产生的反射波包含限制于物体表面的倏逝波和传向远处的传播波，依靠光纤探针作为散射中心，并将光纤探针放在离物体表面足够近的地方，将倏逝波激发，使它再次发光。这种被激发而产生的光同样包含不可探测的倏逝波和可传播到远处探测的传播波，这个过程便完成了近场的探测。

现有技术中的光纤探针是拉锥光纤外边包裹金属层，并去除该拉锥光纤和金属层的尖端，使得该拉锥光纤的头部直接与空气接触，并且在用于激发光时，光会从光纤纤芯中出射，照射在被观察样品上，在该光纤探针被用作对光的收集时，被观察样品上的光，会被该光纤纤芯所收集。

但是，现有技术中的光纤探针的光学特性严重受光纤探针的尺寸影响，当该光纤探针尺寸较大时，通过该光纤探针的通光量较大，将该光纤探针应用在近场光学显微镜上，对被观察样品的观察分辨率较低，若该光纤探针尺寸较小时，对被观察样品的观察分辨率较高，但是通过该光纤探针的通光量较小。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种近场光学的光纤探针及制备方法，以解决现有技术中的光纤探针的光学特性严重受光纤探针的尺寸影响，当该光纤探针尺寸较大时，通过该光纤探针的通光量较大，但是对被观察样品的观察分辨率较低，若该光纤探针尺寸较小时，对被观察样品的观察分辨率较高，但是通过该光纤探针的通光量较小的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种近场光学的光纤探针，光纤探针包括：光纤头和金属层，光纤头为锥状光纤头，锥状光纤头外部覆盖有金属层，金属层上开设有孔洞，通孔洞贯穿金属层，并延伸至锥状光纤头的纤芯处。

可选的，该金属层的厚度为10纳米-1000纳米。

可选的，该金属层的材料为贵金属。

可选的，该金属层的材料为金、银、钌、铑、钯、锇、铱和铂中至少一种。

可选的，该光纤探针还包括导光槽，金属层上孔洞到光纤头的尖端的路径上设置有导光槽。

可选的，该孔洞与光纤头延伸方向不垂直。

第二方面，本申请还提供一种近场光学的光纤探针制备方法，应用于第一方面任意一项的光纤探针，制备方法包括：

将光纤进行拉锥，使得该光纤熔断，形成锥状光纤头；

将预设金属镀在锥状光纤头外部，形成金属层；

使用飞秒激光在金属层上烧灼，形成延伸至纤芯的孔洞。

可选的，该将预设金属镀在锥状光纤头外部，形成金属层的步骤包括：

使用电子束蒸发镀膜和磁控溅射中任意一种镀膜方法将预设金属镀在锥状光纤头外部，形成金属层。