專利名稱:光纖納米尖端的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種微細(xì)加工方法，特別是一種光纖納米尖端的加工方法，屬于微細(xì)加工技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
近場光學(xué)顯微鏡是隨著微小尺度的檢測要求而發(fā)展起來的，它的空間分辨率很高，應(yīng)用領(lǐng)域很廣，最突出的應(yīng)用是單分字探測。要實現(xiàn)高的分辨率，則顯微鏡探針的尺寸必須小于所用光的波長，因此如何制備光纖納米尺度的尖端是近場光學(xué)顯微鏡和光纖納米傳感器的基礎(chǔ)。目前報道的有關(guān)光纖端部納米尖端的制備方法有兩種第一種方法是利用激光加熱光纖端部并同時加以拉伸，通過對加熱和拉伸力度的控制來獲得納米尺度的光纖尖端。該技術(shù)重復(fù)性好，但其涉及到的拉伸裝置相當(dāng)昂貴。另一種制備方法是濕法腐蝕方法。經(jīng)文獻(xiàn)檢索，Raoul Stockle等人1999年在《Applied physics letters》(《應(yīng)用物理快報》)第75期第2卷第160頁至162頁上發(fā)表了一篇名為“High-quality near-field optical probes by tubeetching(采用管蝕刻技術(shù)制備高質(zhì)量的近場光學(xué)顯微鏡)”的文章，該文報道了一種制備納米光纖尖端的新的微細(xì)加工工藝，它利用氫氟酸溶液在光纖聚合物涂層與光纖芯之間的毛細(xì)作用制備納米光纖尖端。實驗證實，該方法對環(huán)境因素的敏感性小，得到的光纖尖端光潔度好，但采用該方法腐蝕得到的光纖尖端錐度及表面粗糙度隨光纖類型的變化而變化，因此對不同的光纖類型，用該方法制備的光纖納米尖端形貌不同。

發(fā)明內(nèi)容
和具體實施方式
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，提供一種光纖納米尖端的加工方法，適用于所有的光纖類型，且尖端錐度一致性好、腐蝕速度快。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明采用光纖端面微細(xì)加工方法在光纖端面噴涂光刻膠形成均勻膠層并完成前烘后，用帶自對準(zhǔn)的掩膜板對光刻膠進(jìn)行曝光、顯影，然后沉積用作氫氟酸腐蝕掩膜的掩膜層，將沉積掩膜后的光纖端部浸入氫氟酸腐蝕液，利用濕法腐蝕的鉆蝕效應(yīng)得到光纖端部納米尖端結(jié)構(gòu)，隨著縱向刻蝕的進(jìn)行橫向鉆蝕也不斷擴大，直至獲得納米尖端。
以下對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述(1)在光纖端面噴涂光刻膠形成均勻膠層；(2)光纖端面前烘；(3)將一定長度的光纖芯外的聚合物層去除，同時去除了噴涂在光纖側(cè)面的光刻膠。通常為了確保在腐蝕出納米尖端時，縱向腐蝕仍在進(jìn)行，即縱向腐蝕的深度要小于浸入腐蝕液部分的長度，則聚合物部分的長度要隨掩膜直徑的變化而變化，其中浸入腐蝕液部分的光纖必須是已去除聚合物層的，其目的是為了避免腐蝕時光纖芯與聚合物之間的毛細(xì)作用影響腐蝕尖端形貌的一致性；(4)用帶自對準(zhǔn)的掩膜板對光刻膠進(jìn)行曝光、顯影、中烘；(5)沉積掩膜材料，在光纖端面沉積掩膜材料的同時，裸光纖的側(cè)面也沉積有掩膜；(6)去除光刻膠；(7)將光纖端部浸入氫氟酸腐蝕液直至腐蝕出尖端。
本發(fā)明具有實質(zhì)性特點和顯著進(jìn)步，本發(fā)明腐蝕出的尖端尺寸與錐度僅僅取決于鉆蝕，對濕法腐蝕而言，鉆蝕的形貌主要決定于待腐蝕的材料，因此該光纖端部納米尖端的制備方法不僅受環(huán)境因素的影響小，而且不同模式的光纖腐蝕得到的尖端形貌一致。
結(jié)合本發(fā)明的內(nèi)容提供以下實施例(1)用噴霧裝置對由夾具固定的外徑為125微米的無樹脂涂層的光纖端面噴涂光刻膠形成5微米厚的均勻光刻膠層；(2)將噴涂了光刻膠的光纖端面在80度的烘箱內(nèi)前烘30分鐘；(3)除去光纖端部1mm長度上的聚合物層；(4)將光纖端面放入自對準(zhǔn)掩膜板微孔，然后曝光30秒、顯影1分鐘；(5)沉積2微米的金屬Cu，掩膜圖形是以光纖端面中心為圓心直徑為30微米的圓；
(6)去除光刻膠；(7)將端部浸入氫氟酸腐蝕液直至腐蝕出尖端。
本制備光纖納米尖端方法的實例，不僅工藝簡單，制備成本低，而且得到的納米尖端受環(huán)境因素的影響小，不同模式的光纖腐蝕得到的尖端形貌一致性好。
權(quán)利要求
1.一種光纖納米尖端的加工方法，其特征在于采用光纖端面微細(xì)加工方法在光纖端面噴涂光刻膠形成均勻膠層并完成前烘后，用帶自對準(zhǔn)的掩膜板對光刻膠進(jìn)行曝光、顯影，然后沉積用作氫氟酸腐蝕掩膜的掩膜層，將沉積掩膜后的光纖端部浸入氫氟酸腐蝕液，利用濕法腐蝕的鉆蝕效應(yīng)得到光纖端部納米尖端結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的這種光纖納米尖端的加工方法，其特征是以下對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述(1)在光纖端面噴涂光刻膠形成均勻膠層；(2)光纖端面前烘；(3)將一定長度的光纖芯外的聚合物層去除，同時去除了噴涂在光纖側(cè)面的光刻膠，縱向腐蝕的深度要小于浸入腐蝕液部分的長度，則聚合物部分的長度要隨掩膜直徑的變化而變化，其中浸入腐蝕液部分的光纖必須是已去除聚合物層的；(4)用帶自對準(zhǔn)的掩膜板對光刻膠進(jìn)行曝光、顯影、中烘；(5)沉積掩膜材料，在光纖端面沉積掩膜材料的同時，裸光纖的側(cè)面也沉積有掩膜；(6)去除光刻膠；(7)將光纖端部浸入氫氟酸腐蝕液直至腐蝕出尖端。
專利摘要
一種光纖納米尖端的加工方法屬于微細(xì)加工技術(shù)領(lǐng)域：
。本發(fā)明采用光纖端面微細(xì)加工方法在光纖端面噴涂光刻膠形成均勻膠層并完成前烘后，用帶自對準(zhǔn)的掩膜板對光刻膠進(jìn)行曝光、顯影，然后沉積用作氫氟酸腐蝕掩膜的掩膜層，將沉積掩膜后的光纖端部浸入氫氟酸腐蝕液，利用濕法腐蝕的鉆蝕效應(yīng)得到光纖端部納米尖端結(jié)構(gòu)。本發(fā)明具有實質(zhì)性特點和顯著進(jìn)步，本發(fā)明腐蝕出的尖端尺寸與錐度僅僅取決于鉆蝕，對濕法腐蝕而言，鉆蝕的形貌主要決定于待腐蝕的材料，因此該光纖端部納米尖端的制備方法不僅受環(huán)境因素的影響小，而且不同模式的光纖腐蝕得到的尖端形貌一致性好。
文檔編號G01Q60/22GKCN1402260SQ02137257
公開日2003年3月12日 申請日期2002年9月29日
發(fā)明者朱軍, 李以貴 申請人:上海交通大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan