利用纤维内流体不稳定性形成光学回音壁微腔的制备方法技术

本发明专利技术提供一种利用纤维内流体不稳定性形成光学回音壁微腔的制备方法，首先制备纤维预制棒，所述预制棒至少具有一个纤芯，且所有的纤芯均平行于纤维纵轴；纤维固定在光纤固定装置中，通过热源加热纤维，加热部位温度高于纤芯熔点，但低于包层熔点；在加热部位融化纤芯，引起纤芯的流体不稳定性，在表面张力的作用下，纤芯自动断裂形成微球腔，同时在两端减速电机的作用下，不仅使熔融液滴移出加热位置并固化形成固体颗粒，而且可以调控微腔之间的间距，从而得到一系列大小均匀、表面光滑、间距可调的微球腔。

Preparation method of optical echo wall microcavity using fluid instability in fiber

【技术实现步骤摘要】
利用纤维内流体不稳定性形成光学回音壁微腔的制备方法
本专利技术属于光学回音壁微腔
，特别是利用光学纤维内的流体不稳定性制备半导体锗材料光学回音壁微腔的方法。
技术介绍
光学回音壁微腔，主要利用光的全反射原理。当光在微腔内传播时，通过微腔表面不断的发生全反射，微腔将光约束在赤道平面附近并沿大圆绕行，激发出特有的回音壁模式。正是由于这种回音壁模式，使得它具有非常高的品质因子，极小的模式体积和非常低的非线性效应阈值等优点，可以实现微型激光光源、高灵敏度的传感器件等重要光学器件。因此，光学回音壁微腔在基础研究和应用研究领域都具有重要的研究价值。半导体硅锗材料是方兴未艾的硅基光子学的基石材料。其中，锗具有高折射率(n＝4.0)、高中红外透过率(2-16μm)、高克尔非线性系数等特点，是优良的中红外光学材料。基于锗材料的光学回音壁微腔，可以结合锗材料在光学性能上的特点和其在中红外波段的吸收峰，是实现超高灵敏度中红外气体传感的途径。回音壁固态微球腔的制备方法一般有以下几种：机械打磨法，玻璃粉料高温熔融法。机械打磨法一般用于制备难以熔融的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用纤维内流体不稳定性形成光学回音壁微腔的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)制备纤维预制棒；/n(2)制备直径不同的光纤，光纤直径范围在20μm-2mm；/n(3)将半导体锗芯磷酸盐玻璃包层光纤两端分别利用光纤固定器件固定，所能固定的光纤直径范围为20μm-2mm；/n(4)光纤固定器件与三维位移平台相连，且三维位移平台的X轴与减速电机相连；/n(5)将显微装置聚焦到纤维纤芯部位，观察热处理过程中纤维内部纤芯的变化；/n(6)将热源至于纤维下表面，热源包括火焰或二氧化碳激光器，加热温度高于纤芯材料熔点但小于包层材料熔点；/n(7)预先设置X轴减速电机运动速度v，使光纤X轴以...

【技术特征摘要】
1.一种利用纤维内流体不稳定性形成光学回音壁微腔的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备纤维预制棒；
(2)制备直径不同的光纤，光纤直径范围在20μm-2mm；
(3)将半导体锗芯磷酸盐玻璃包层光纤两端分别利用光纤固定器件固定，所能固定的光纤直径范围为20μm-2mm；
(4)光纤固定器件与三维位移平台相连，且三维位移平台的X轴与减速电机相连；
(5)将显微装置聚焦到纤维纤芯部位，观察热处理过程中纤维内部纤芯的变化；
(6)将热源至于纤维下表面，热源包括火焰或二氧化碳激光器，加热温度高于纤芯材料熔点但小于包层材料熔点；
(7)预先设置X轴减速电机运动速度v，使光纤X轴以速度v向两端拉伸，减速速度范围在20μm/s-400μm/s；
(8)预先设置二氧化碳激光器光斑直径，初始光斑直径；等同于光纤纤芯直径；
(9)预先设置二氧化碳激光器功率大小，初始功率可以设置为0W；
(10)打开二氧化碳激光器，使激光热处理光纤底部，调节二氧化碳激光器功率大小，在显微装置中观察到光纤纤芯开始变形；
(11)打开光纤两端马达速度，使光纤以速度v向两端拉伸，开始速度可设为20μm/s；
(12)改变三维位移平台的中心轴与二氧化碳激光器的距离，即可以改变二氧化碳激光器热处理光纤的区域大小。
(13...

【专利技术属性】
技术研发人员：王璞，纵美雪，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11