光纤微探针制作及传输性能研究(2)

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3.3.1 化学腐蚀法的复试条件探索过程 8

3.3.2 确定化学腐蚀法的腐蚀条件 14

3.3.3 实验结果分析 16

4 纳米光纤微探针性能测试 19

4.1 纳米光纤微探针的透过率的测量 19

4.1.1 试验方法 19

4.1.2 结果与分析 19

4.2 纳米光纤微探针的光路分析测试 20

4.2.1 试验装置与方法 20

4.2.2 结果与分析 21

结论 24

致谢 25

参考文献 26

1 绪论

1.1 纳米光纤微探针在近场光学扫描显微镜中的应用

自80年代中期以来，近场光学扫描显微镜（SNOM）得到了迅速发展，与传统的光学显微镜相比，其优势在于分辨率突破了阿贝尔衍射极限，从而可以利用光学方法研究物体的外在形貌和内在性质，并且在亚微米及小于亚微米尺度上得到了实现，为科学技术的研究领域提供了新的手段[1]，并且在很大程度上推动了近场光学的发展。将光纤制成圆锥形针尖，然后在锥形区域进行利用金属镀膜的工序，纳米光纤微探针的尖端不能镀膜。这样，当激光传输进入纳米光纤微探针的时候，就可以在光纤针尖尖端形成一个纳米尺寸大小的光源。当样品与此光源的距离小于光的波长时，便可以实现近场探测。因而，在制备出的纳米光纤微探针的锥形针尖区域镀上金属膜便能作为近场光学的重要应用——光学微探针使用。将纳米光纤微探针应用在近场扫描光学显微镜上后，近场光学扫描显微镜的性能得到了重大改进。首先，光纤微探针的分辨率得到了纳米量级；其次，光纤微探针窗口的光流量增强了很多。使用光纤微探针传输后的光增益相对于早期的石英探针和玻璃微管探针，光的透过率得到了显著提高，分别提高了105和104个数量级。因此，原则上目前已经可以把纳米光纤微探针作为近场光学显微镜使用的主流探针。

1.2 纳米光纤微探针的其他应用

1.2.1 国外研究进展

1.2.1.1 光纤纳米传感器

1.2.1.2 纳米光纤微探针在拉曼光谱探测领域的应用

1.2.2 国内研究进展

1.3 选题的意义及内容

纳米光纤微探针不仅仅在SNOM的应用中是重要的光学探针，并且在化学、细胞生物学、光谱学都具有较为广阔的应用前景，但是在国内外这些领域的应用都属于研发阶段。纳米光纤微探针和光纤纳米传感器在拉曼光谱的检测上的应用正处于飞速发展的阶段，已经成为了众多学科交叉的研究点。因而纳米光纤微探针的制备显得非常重要，目前大多数的制备方法是基于SNOM的应用，对探针的要求较高，探针的造价也较高，如何能在实验条件较为简易的情况下，制备出具有高质量的纳米光纤微探针，显得非常的有意义。与此同时，对纳米光纤微探针的适用领域进行积极的探索，从而获得一些初步的有用的应用，为将来研究纳米传感器以及纳米光纤微探针在拉曼光谱检测上的应用奠定了重要的基础，并且具有重要的意义[10]。

本论文在简单的纳米光纤微探针的评价纳米光纤微探针品质特性的基础上，研究了已有的一些制备方法，选择了较为合适的纳米光纤微探针的制备方案——化学腐蚀法，自己搭建了一套用于制备纳米光纤微探针的装置，使用化学腐蚀法来进行制备，并且制备出优良的纳米光纤微探针。本论文主要研究光纤微探针制作及传输性能，获得微光纤探针的光压缩、传递和散射数据和规律，为纳米尺度下的激光诱导化学反应和光致化学反应适时光声图像分析装置提供光压缩器件和制作方法。论文网