光纤锥气相刻蚀的制备方法研究

摘要

20世纪60年代初，激光的发明和光纤制造技术的成熟，使得光纤在实际应用中得到发挥。由于光纤具有较好的稳定性、高速高质量的传输性和高灵敏的传感性，被广泛应用于光纤通信、光纤存储、光纤传感等领域。和大多数科技一样，光纤的限制在使用中也逐渐浮现，科学家为了突破限制对光纤进行了微加工处理，从而极大地拓展了光纤的应用领域。
　　光纤锥制作是诸多光纤微加工工艺中的一种，在实际制作过程中越来越趋于完善。光纤锥因其独特的结构，具有高灵敏度传感和可进行微观操作等性能优势，使得光纤在许多领域的应用越来越广泛。其应用领域包括物理、材料、化学、医学、生命科学等。
　　本论文为了改善目前现有的几种光纤锥制作方法中存在的不足，采用了一种基于传统化学腐蚀法制备光纤锥的方法——气相刻蚀法。该方法利用传统化学腐蚀法腐蚀机理，应用管腐蚀法中保留涂覆层对光纤进行处理，使用气相HF在涂覆层内形成微对流的方法来制作光纤锥。该方法可以制作不同锥体形貌的光纤锥，同时具有操作简单、制作成本低、实验可重复性高、可批量生产等优点。
　　第一章首先介绍了光纤锥的性能、应用范围;其次，介绍了现阶段几种常见光纤锥制作方法及制作方面存在的问题和不足;最后，简要阐述了本论文的研究意义。
　　第二章首先介绍了光纤和光纤锥的结构和特性;我们介绍了制备光纤锥的几种目前被广泛使用的方法，着重对比分析了熔融拉制法和化学腐蚀法的制作原理、工艺、注意事项、优点与不足等。
　　第三章首先介绍了基于传统化学腐蚀法制作光纤锥的理论依据及可行性;接着详细介绍了该方法的制作工艺与流程;最后重点对锥体的形成过程进行了理论分析与解释。
　　第四章首先介绍了气相刻蚀法、熔融拉制法制作光纤锥的工艺，然后对这两种方法制作的光纤锥光的耦合特性进行了分析和比较，最后结合模拟结果对其进行了相关理论分析。
　　第五章首先对本论文研究的内容进行了总结与回顾，接着对本论文的后续研究工作提出了展望。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 光纤的发展

1．2 光纤锥的特性及应用

1．3 目前光纤锥制备的现状

1．4 本论文的研究意义

1．5 本章小结

参考文献

第二章 光纤锥制作工艺

2．1 光纤

2．1．1 光纤的分类

2．1．2 光纤的结构

2．2 光纤锥的结构与性能

2．3 光纤锥的制作原理、方法

2．4 本章小结

参考文献

第三章 光纤气相刻蚀的制备

3．1 气相刻蚀制备原理

3．2 光纤锥的制作

3．3 实验结果与分析

3．3．1 气相刻蚀光纤锥形成过程及分析

3．3．2 腐蚀液的配比对锥体形貌的影响

3．3．3 光纤锥体表面粗糙程度对比

3．3．4 光纤锥制作过程中注意事项

3．4 不对称光纤锥的制作

3．5 基于传统腐蚀法制作光纤锥的优点

3．6 本章小结

参考文献

第四章 光纤锥耦合特性研究

4．1 近场光纤锥的制备

4．2 耦合实验

4．3 耦合实验数据处理与分析

4．3．1 数据处理

4．3．2 软件模拟与分析

4．3．3 理论分析

4．4 本章小结

参考文献

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

硕士研究生期间发表的论文与专利

致谢