专利名称：光纤表面环状微结构及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种光纤表面环状微结构及其制备方法，属于材料微结构及其制备技术领域。
背景技术：
通过石英光纤中光的信号改变是光信息和传感的重要应用基础。在石英纤维表面制备微结构，可以实现光在纤维中传输的调制，或者实现光对外面环境及其变化的响应，因而在微纳光学、生物、传感、信息等领域具有重要的应用。目前在石英光纤表面制备微结构的主要方法是微加工技术，例如用聚焦离子束刻蚀等技术在石英纤维的表面制备纳米微结构。微加工技术由于制备效率和加工面积不高，因此不利于其大规模制备和成本降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种光纤表面环状微结构，使该微结构材料可以在微纳光学、生物、传感、信息等领域获得广泛应用。本发明的另一目的是提供该微结构材料的制备方法。本发明所述的光纤表面环状微结构，由石英裸光纤和环绕光纤的环形纳米颗粒阵列组成，环形纳米颗粒阵列的间距为2 μ m-500um可调。本发明所述的光纤表面环状微结构的制备方法，包括以下步骤
(1)将纳米颗粒分散在溶剂中；其中，纳米颗粒可为银、金、钼等金属纳米颗粒，或者氧化钛、氧化硅、硫化镉等无机纳米颗粒，或者聚苯乙烯等有机纳米颗粒；溶剂为水、乙醇、丙酮、甲苯等极性或非极性溶剂；
(2)将石英纤维垂直置于上述液体中，停留5min后提拉2-500um可调的设定距离；
(3)多次重复步骤(2)，即可获得光纤表面环状微结构。本发明与现有技术相比，其显著优点是(I)可获得新型的光纤表面环状微结构。
(2)成本低廉，无需大型仪器，工艺简单可靠。
图I是本发明光纤表面环状微结构制备的示意图。I-石英纤维，2-有机溶剂b，
3-HF酸，4-有机溶剂a。
具体实施例方式实施例I :将银纳米颗粒分散在水中，将石英纤维I垂直置于上述液体中，停留5min后提拉2um的设定距离，停留5min后再提拉5um的设定距离，交替重复上述步骤，即可获得光纤表面间距I μ m和5 μ m交替排列的银纳米颗粒环状微结构。实施例2 :将氧化硅纳米颗粒分散在乙醇中，将石英纤维I垂直置于上述液体中，停留5min后提拉500um的设定距离，多次重复上述步骤，即可获得光纤表面周期为500 μ m的氧化硅纳米颗粒环状微结构。实施例3 :将聚苯乙烯微球分散在丙酮中，将石英纤维I垂直置于上述液体中，停留5min后提拉IOOum的设定距离,再次停留5min后提拉50 μ m的设定距离,交替重复上述步骤，即可获得光纤表面周期为100 μ m和50 μ m交替的聚苯乙烯微球环状微结构。实施例4 :将硫化镉纳米颗粒分散在水中，将石英纤维I垂直置于上述液体中，停留5min后提拉IOum可调的设定距离，重复上述步骤，即可获得光纤表面周期为IOym的硫化镉纳米颗粒环状微结构。实施例5 :将钼金属纳米颗粒分散在乙醇溶剂中，将石英纤维I垂直置于上述液体中，停留5min后提拉300um的设定距离，多次重复上述步骤，即可获得光纤表面周期为300 μ m的钼纳米颗粒环状微结构。实施例6 :将银纳米颗粒分散在水中，将石英纤维I垂直置于上述液体中，停留5min后提拉2um的设定距离,停留5min后再提拉4um的设定距离,停留5min后再提拉8um 的设定距离，按照下一次提拉距离是上次提拉距离倍数的方式重复上述步骤，即可获得光纤表面间距2 μ m倍增排列的银纳米颗粒环状微结构。
权利要求
1.光纤表面环状微结构，其特征是，所述光纤表面环状微结构由石英裸光纤和环绕光纤的环形纳米颗粒阵列组成，环形纳米颗粒阵列的间距为2 μ m-500um可调。
2.制备如权利要求I所述的光纤表面环状微结构的方法，其特征是该方法包括以下步骤 (1)将纳米颗粒分散在溶剂中；(2)石英纤维垂直置于上述液体中，停留5min后提拉设定距离；(3)多次重复步骤(2)，即可获得光纤表面环状微结构。
3.根据权利要求2所述的光纤表面环状微结构的制备方法，其特征是步骤(I)中所述的纳米颗粒为银、金、钼或其它金属纳米颗粒，或者为氧化钛、氧化硅、硫化镉或其它无机纳米颗粒，或者为聚苯乙烯或其它有机纳米颗粒。
4.根据权利要求2或3所述的光纤表面环状微结构的制备方法，其特征是步骤(I)中所述的溶剂为极性或非极性溶剂。
5.根据权利要求2所述的光纤表面环状微结构的制备方法，其特征是步骤(2)中所述的设定距离为2 μ m到500 μ m可调。
全文摘要
本发明公开了一种光纤表面环状微结构及其制备方法，该光纤表面环状微结构由石英裸光纤和环绕光纤的环形纳米颗粒阵列组成，环形阵列的间距为2μm-500μm可调。其制备方法包括以下步骤(1)将纳米颗粒分散在溶剂中；(2)石英纤维垂直置于上述液体中，停留5min后提拉设定距离；(3)多次重复步骤(2)，即可获得光纤表面环状微结构。本发明结构新颖，制备简单，可在微纳光学、生物、传感、信息等领域获得应用。
文档编号C03C25/46GK102826766SQ20121034144
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月17日 优先权日2012年9月17日
发明者卢明辉, 陈延峰, 葛海雄, 袁长胜 申请人:无锡英普林纳米科技有限公司