[发明专利]一种光纤端面集成微纳结构的加工方法

说明书

本发明属于一种光纤端面集成微纳结构的加工方法，包括步骤：将待加工光纤安放到光纤适配器上，获得待加工件；通过刻蚀载纤装置将待加工件固定到刻蚀装置处，通过刻蚀装置对待加工光纤进行刻蚀加工；通过镀膜载纤装置将待加工光纤固定到镀膜装置处，通过镀膜装置对待加工光纤进行镀膜加工；对待加工光纤进行刻蚀加工、镀膜加工或镀膜加工、刻蚀加工，获得具有集成微纳结构的功能光纤。本时发明克服了传统的电子束、离子束刻蚀工艺只能在大面积平面衬底加工微纳结构的局限性，为在光纤端面集成图案复杂、尺寸精确的微纳结构提供了一种高效、通用的加工方式。

技术领域

本发明属于光纤端面制备技术领域，尤其涉及一种光纤端面集成微纳结构的加工方法。

背景技术

光纤端面是一种新兴的光与物质相互作用的微观平台，其结合了光纤光子学和平面化微纳加工工艺两大研究领域。多种材料以及各种巧妙的结构可以集成到光纤端面，同时结合光纤本身的体积小、低插损，能在极端工况下服役等特点，使得光纤被广泛应用于传感、通信、激光以及成像等领域。在光纤端面集成多功能微纳结构的方法包括自上而下和自下而上两种方式，自上而下可采用化学刻蚀，其优点在于加工速度快，适用于批量生产，但是加工精度较低，且需要制备掩膜版，无法加工复杂的微纳结构；自下而上的方法通常采用自组装，其优点在于效率高，成本低，但是得到的结构通常为散乱排布，无法精确控制其取向、大小。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种效率高的在光纤端面集成微纳结构的加工方法。

本发明的目的是这样实现的：一种光纤端面集成微纳结构的加工方法，包括以下步骤：

安装；将待加工光纤安放到光纤适配器上，获得待加工件；

刻蚀；通过刻蚀载纤装置将所述待加工件固定到刻蚀装置处，通过所述刻蚀装置对所述待加工光纤进行刻蚀加工；

镀膜；通过镀膜载纤装置将所述待加工件固定到镀膜装置处，通过所述镀膜装置对所述待加工光纤进行镀膜加工；

集成；对所述待加工光纤进行刻蚀加工、镀膜加工或镀膜加工、刻蚀加工，获得具有集成微纳结构的功能光纤。

优选的，所述待加工光纤的一端为具有标准单模或多模光纤连接器的可集成微纳结构的待加工端，另一端为光纤尾纤。

优选的，通过旋涂载纤装置将所述待加工件固定到匀胶机处，由所述匀胶机将电子束抗蚀剂旋涂到所述待加工光纤的待加工端上，获得旋涂光纤件；所述刻蚀装置可发出电子束，由所述刻蚀装置发出的电子束对所述旋涂光纤件的待加工端进行刻蚀加工，获得刻蚀光纤件，对所述刻蚀光纤件显影处理后，通过镀膜载纤装置将显影后的待加工件固定到镀膜装置处，通过所述镀膜装置对显影后的刻蚀光纤件的待加工端进行镀膜加工；对经镀膜处理后的刻蚀光纤件进行剥离处理，获得具有集成微纳结构的功能光纤。

优选的，通过所述镀膜载纤装置将所述待加工件固定到镀膜装置处，通过所述镀膜装置对所述待加工光纤进行镀膜加工；所述刻蚀装置可发出离子束，由所述刻蚀装置发出的离子束对镀膜后的待加工光纤的待加工端进行刻蚀加工，获得具有集成微纳结构的功能光纤。

优选的，所述的旋涂载纤装置包括有旋转载纤底座，所述旋转载纤底座包括有下端与所述匀胶机连接的连接部、中部用于支撑的支撑部和上端用于装载所述待加工件的装载部。

优选的，所述支撑部的截面大于所述连接部和所述装载部的截面。

优选的，所述装载部为中空的筒壁结构，所述待加工件可放置在所述筒壁结构内。

优选的，所述装载部上设置有可穿设所述待加工光纤的光纤尾纤的装载孔。

优选的，所述刻蚀载纤装置包括有光纤搭载底座，所述光纤搭载底座包括有下端与所述刻蚀装置配合的燕尾槽，以及上端用于装载所述待加工件的搭载部。