管腐蚀法制备光纤探针的实验探索任务书

 2021-08-25 11:08

1. 毕业设计(论文)主要内容:

光纤探针是一种光纤端面处理技术,主要用于扫描近场显微镜、微粒的光学捕获与操控(即光纤光镊)、表面粗糙度测量,拉曼光谱仪等。实验上制备光纤探针的方法有熔拉法、化学腐蚀法(如Turner法、管蚀法、选择性腐蚀法等)、熔拉-腐蚀法等等,其中化学腐蚀方法简单、低廉、重复性好,且可制作有较大锥角的探针。在各种化学腐蚀法中,Turner法应用最早,也较为普遍,但是制备过程受环境因素(如振动、气流、温度起伏)影响很大,且制作的光纤探针表面质量不佳,影响出光效率。管腐蚀法主要是将光纤置于氢氟酸腐蚀溶液中,利用光纤涂覆层因氢氟酸腐蚀而形成的圆柱形空腔内的微对流机制而腐蚀出圆锥形的探针结构。与Turner法比较,管腐蚀法制备的探针其表面更加光滑,出光效率高,而且制备过程受环境干扰很小,因而管腐蚀法可以得到重复性更好、质量更佳的光纤探针。

论文工作主要包括:1.了解光纤探针的制备方法,化学腐蚀法的原理,尤其是管腐蚀法的制备原理;2. 制定管腐蚀法制备探针的详细技术方案;3.依据实验方案开展管腐蚀法制备探针的实验,测定管腐蚀法的腐蚀速率,研究腐蚀时间、封闭液、插入深度以及氢氟酸浓度对探针形貌(锥角、表面光滑度)的影响;4. 总结出一套管腐蚀法制备光纤探针的制作参数。

2. 毕业设计(论文)主要任务及要求

  1. 查阅不少于15篇文献资料,其中近5年的英文文献不少于3篇,完成开题报告。

  2. 了解光纤探针的制备方法,管腐蚀法的原理,并制定管腐蚀法的技术方案;
  3. 测量一定温度和氢氟酸浓度下光纤腐蚀速率;
  4. 研究不同的腐蚀时间、插入深度、氢氟酸浓度和封闭液对光纤探针锥角以及表面平滑度的影响;
  5. 总结实验参数;
  6. 完成不少于汉字5000字的英文文献的翻译。

  7. 完成不少于1.2万字的毕业论文

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3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排

  1. 第1~3周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需背景知识(如光纤探针的制备方法,管腐蚀法原理与进展等)。

    确定技术方案,完成开题报告。

  2. 第4~11周:完成任务书中的各项任务;
  3. 第12~14周:完成并修改毕业论文
  4. 第15周:准备论文答辩

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4. 主要参考文献

1.王慧,任宏亮, 何金田,林土胜, 梁二军,郭茂田, 王世明,沈书泊,管腐蚀法制作纳米光纤探针[J],激光技术,2004,28:417-419

2. Patrick Lambelet, Abdeljalil Sayah, Michael Pfeffer, Claude Philipona, and Fabienne Marquis-Weible, Chemically etched fiber tips for near-field optical microscopy: a process for smoother tips [J], Applied Optcis,1998,37:7289-7292

3. Raoul Stockle, Christian Fokas, Volker Deckert, Renato Zenobia, Beate Sick, Bert Hecht, and Urs P. Wild, High-quality near-field optical probes by tube etching [J], Appl. Phys. Lett., 1999,75:160-162
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