下载后可任意编辑自组装胶体晶体微结构光纤的实验讨论喻平, 王鸣( 南京师范大学物理科学与技术学院, 江苏省光电技术重点实验室, 南京 210097) 摘 要: 利用自组装方法在普通单模光纤裸纤表面生长胶体晶体, 提出采纳自组装方法能够制备一种新型的三维光子晶体微结构光纤。将直径为 700nm 的二氧化硅单分散度小于 0.02%微球超声分散于乙醇溶液, 经过垂直沉积法在表面经湿法腐蚀处理的裸光纤表面组装胶体晶体。采纳 SEM 对样品进行表征, 样品表面呈六角密排列, 晶体呈 FCC 结构, 其(111)面平行于光纤侧表面, 在 60 摄氏度温度下制备的晶体样品有较好的质量。关键词: 微结构光纤 光子晶体 胶体晶体 光子带隙 自组装1 引言自从 1987 年 Yablonovitch[1]和 John[2]各自独立地提出光子晶体的概念以来, 光子晶体的讨论就成为光电子领域最活跃的讨论课题之一。由于胶体自组装方法[3]具有设备简单、 经济、 周期较短等特点, 采纳自组装胶体晶体方法制备光子晶体更是引起了讨论者的极大兴趣, 大量的讨论表明经过自组装方法制备的胶体晶体具有较优异的光学带隙性能, 是制备可见光及红外波段三维光子晶体最有效和最有潜力的方法, 以胶体晶体为模板进一步还能够制作具有完全光子带隙的反蛋白石结构或非密排蛋白石结构。最近, Yang 等人[4]提出能够经过自组装方法在曲面上自组装胶体光子晶体制备圆筒结构。根据 Yang 的思想, 我们对在光纤高曲率表面胶体晶体生长过程进行分析, 提出经过改进工艺, 采纳自组装方法有可能制备出一种全新的三维光子晶体微结构光纤。本文根据布拉格方程估算带隙位置选取胶体微球材料和材料, 经过垂直沉积法制备光子带隙处于通讯波段的胶体晶体履层, 用扫描电子显微镜对样品形貌进行表征, 最后讨论了裸光纤直径等实验参数对曲面环境下自组装样品质量的影响。下载后可任意编辑2 实验2.1 实验材料将直径为 125um 的普通单模光纤剥去涂敷层, 用浓度为 0.2%的 HF 溶液清洗裸光纤表面, 获得直径分别为 55um, 120um 的裸光纤作为组装平台。分别用去离子水和乙醇溶液清洗光纤表面, 在高温氮气下烘干待用。根据布拉格方程, 为制备禁带处于通讯波段的光子晶体, 将单分散度<0.02%、 直径为 700nm 的SiO2 胶体微球超声分散于乙醇溶液中, 配制成浓度质量分数约为 0.5%胶体溶液。2.2 胶体晶体的制备及表征将 5ml 配制好的胶体溶液盛于直径为 2cm、 容积为 9ml 的塑料小...
