一、微納光纖介紹及其光學(xué)特性和應(yīng)用

微納光纖是光纖光學(xué)與納米技術(shù)的結(jié)合，與傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)單模光纖相比，微納光纖的直徑通常接近或小于光的真空波長。微納光纖具有以下良好的光學(xué)傳輸特性：1）強光場約束。微納光纖的強光場約束能力較好，同時光束在微納光纖中傳輸時的等效模場截面的尺寸與波長除以光纖折射率為同一個量級。這樣的特性使得微納光纖的低損耗彎曲半徑通常只有微米量級，因此在小型化器件以及高密度、短距光互聯(lián)等應(yīng)用方面有*的優(yōu)勢。除此之外，在亞波長范圍內(nèi)對光場的強力限制會極大地改變微納米纖維表面上光子態(tài)的密度，并調(diào)節(jié)自發(fā)發(fā)射或量子態(tài)的概率。2）強倏逝場。微納米纖維的極低表面粗糙度可以支持倏逝場的大多數(shù)低損耗傳輸。這有助于改善微納米纖維與其他結(jié)構(gòu)之間的近場光學(xué)耦合，并有助于提高微納米纖維傳感器的靈敏度。并且高度受限的強倏逝場在微納米纖維的表面上創(chuàng)建了具有大梯度的空間光場，從而產(chǎn)生了用于操縱冷原子或納米粒子的大光學(xué)梯度力。3）小質(zhì)量。極低質(zhì)量的微納米纖維可用于靈敏地檢測透射光子脈沖的變化，并實現(xiàn)光子和聲子的有效耦合或轉(zhuǎn)換。

微納光纖的光學(xué)特性和應(yīng)用

二、IPCS-5000-ST型全功能光纖拉錐系統(tǒng)介紹

IPCS-5000-ST型全功能光纖拉錐系統(tǒng)示意圖

IPCS-5000-ST型全功能光纖拉錐系統(tǒng)是種集成了光學(xué)、電子學(xué)、精密機械、計算機等多項技術(shù)及制作、檢測、控制等多項功能于一體的高度自動化生產(chǎn)系統(tǒng)。此款設(shè)備我們專門針對微納光纖研究使用的客戶研發(fā)。大拉伸距離更均勻的火焰掃描使得此設(shè)備能夠生產(chǎn)出目前最高精度的微納光纖。拉錐機優(yōu)點在于：(1)拉絲處理外殼，具有級好的工業(yè)質(zhì)感；(2)比普通機器長1/3，距離工作機臺，確保機二次升級的方便性；(3)內(nèi)配精密的滾珠絲桿(螺距2mm) ，保證機臺軸向拉伸精度和穩(wěn)定的運動速度。

真空泵為微納光纖拉錐機光纖固定臺提供負(fù)壓，光纖便于吸附到固定臺，拉制過程中光纖與固定臺不發(fā)生相對位移，并且容易手動調(diào)節(jié)光纖位置。

H2發(fā)生裝置電解產(chǎn)生H2，使用安全，氣流純度和穩(wěn)定性很好, 在微納光纖拉錐機的火頭釋放H2，產(chǎn)生高溫火焰，對光纖加熱熔融，適合玻璃微納光纖的加熱拉伸應(yīng)用。拉錐機控制軟件可以對H2的流量精確控制，火頭三維位置精確可控，并可以左右掃動，制作滿足條件的微納光纖。

光源為微納光纖制作過程中提供穩(wěn)定的光功率，拉錐機功率計通過顯示器監(jiān)控微納光纖拉制過程中的功率衰減與模式耦合。

環(huán)形反射器拉錐功率監(jiān)測圖

IPCS-5000-ST型全功能光纖拉錐系統(tǒng)實物圖

  （圖中序號依次是：1H2發(fā)生裝置、2微納光纖拉錐機、3真空泵、4光源、5顯示器、6光纖真空吸附臺、7火頭、8涂覆臺）

三、IPCS-5000-ST型全功能光纖拉錐系統(tǒng)制作成品介紹

φ5μm微納光纖環(huán)形反射器錐區(qū)圖

φ3μm微納光纖圈型微環(huán)（2mm）諧振腔

φ3μm微納光纖圈型微環(huán)（1mm）諧振腔

環(huán)形反射器的干涉譜

微納光纖環(huán)形發(fā)射器涂覆特種材料后其干涉譜峰對外界環(huán)境極為敏感，可用于檢測某種氣體及其濃度等。