The invention relates to a precise measuring device for the geometric size of micro particles, in particular to a high precision measuring device based on an externally coupled grating cavity. The invention solves the problems of high cost, low coupling efficiency and large processing difficulty of the prior micro particle geometry precision measuring device. A high precision measuring device of external cavity based on grating coupling, including light source, the first optical fiber, optical spectrum analyzer, optical fiber, optical fiber taper second nm, external coupling grating; wherein, one end of the tapered optical fiber by nano fiber and the output of the first light source is connected with the other end of the optical fiber and the second optical spectrum analyzer the input end is connected; external coupling grating level in nano tapered optical fiber embedded below the waist, the central and the center cavity corresponding to external coupling gratings in nano tapered optical fiber. The invention is suitable for the precise measurement of the geometric size of microscopic particles.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微观粒子几何尺寸的精密测量装置,具体是一种基于外置耦合光栅谐振腔的高精度测量装置。
技术介绍
对于微观粒子(纳米量级粒子)几何尺寸的精密测量,当前主要是通过光学显微镜或电子显微镜实现的。由于受到衍射极限的限制,每一种显微装置都有其最大精度。光学显微镜的精度当前可以达到200nm,电子显微镜在2KV加速电压下可以达到1.2nm。但是,这两种显微装置都有其固有缺陷,对电子显微镜来说,虽然增加加速电压其精度可以达到很高,但是电子束可能通过碰撞和加热破坏样本,染料的保护则破坏了其本来的形态,另一方面,电子显微镜对样品的要求很苛刻,超薄样品(100纳米以下)制样过程复杂、困难,制样有损伤,由于透射电子显微镜只能观察非常薄的样本,而有可能物质表面的结构与物质内部的结构不同,而且在电子显微镜中样本必须在真空中观察,因此无法观察活样本。对光学显微镜来说,观测时不仅要经过繁复的聚焦过程,而且其精度受到光波长的影响,比如说,当光的波长为400nm时,其精度只能达到200nm,即精度只能达到波长的一半,而且这种观测行为难以避免探针光场对微观粒子状态的扰动,进一步加大了不确定性。在成本方面,具有纳米级分辨率的电子显微镜价格昂贵,例如日本电子株式会社型号为JEM-2100F的电子显微镜市场价格是1500000(美元),这也限制了其广泛使用。鉴于这两种精密测量装置的缺点,人们需要研究出另一种精密测量手段。答案就是一带有锥形结构的光子晶体纳米光纤,这种装置的精度可以达到1nm。但显现出的问题同样不可小觑,如果在其纳米光纤区域没有加工光学腔,则这种装置的光耦合效率很低,一 ...
【技术保护点】
一种基于外置耦合光栅谐振腔的高精度测量装置,其特征在于:包括光源(1)、第一光纤(2)、光学光谱分析仪(3)、第二光纤(4)、纳米锥形光学光纤(5)、外置耦合光栅(6);其中,纳米锥形光学光纤(5)的一端通过第一光纤(2)与光源(1)的输出端连接,另一端通过第二光纤(4)与光学光谱分析仪(3)的输入端连接;外置耦合光栅(6)水平镶嵌于纳米锥形光学光纤(5)的下侧,且外置耦合光栅(6)的中心光腔对应于纳米锥形光学光纤(5)的腰部中央。
【技术特征摘要】
1.一种基于外置耦合光栅谐振腔的高精度测量装置,其特征在于:包括光源(1)、第一光纤(2)、光学光谱分析仪(3)、第二光纤(4)、纳米锥形光学光纤(5)、外置耦合光栅(6);其中,纳米锥形光学光纤(5)的一端通过第一光纤(2)与光源(1)的输出端连接,另一端通过第二光纤(4)与光学光谱分析仪(3)的输入端连接;外置耦合光栅(6)水平镶嵌于纳米锥形光学光纤(5)的下侧,且外置耦合光栅(6)的中心光腔对应于纳米锥形光学光纤(5)的腰部中央。2.根据权利要求1所述的一种基于外置耦合光栅谐振腔的高精度测量装置,其特征在于:所述外置耦合光栅(6)包括基底、第一外置耦合光栅(9)、第二外置耦合光栅(10)、第三外置耦合光栅(11)、第四外置耦合光栅(12)、第五外置耦合光栅(13);其中,第一外置耦合光栅(9)、第二外置耦合光栅(10)、第三外置耦合光栅(11)、第四外置耦合光栅(12)、第五外置耦合光栅(13)由左向右依次排列于基底的上表面中央;第一外置耦合光栅(9)为无缺陷的光栅;第二外置耦合光栅(10)、第三外置耦合光栅(11)、第四外置耦合光栅(12)、第五外置耦合光栅(13)均为有缺陷的光栅;基底的长度(14)为15mm、宽度(15)为12mm、厚度(16)为2mm;第一外置耦合光栅(9)的狭板宽度(17)为50nm、光栅周期(18)为330nm、支撑板宽度(19)为0.25mm、光栅长度(20)为1mm、凹槽宽度(21)为305nm、凹槽深度(22)为2μm、狭板数...
【专利技术属性】
技术研发人员:郭龑强,姬玉林,彭春生,郭晓敏,李璞,
申请(专利权)人:太原理工大学,
类型:发明
国别省市:山西;14
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