1. 研究目的与意义（文献综述）

随着人类对微观世界的探索和认识越来越深入，以及集成电路的快速发展，所需要研究的器件或组织的尺寸越来越精密，达到微米级。所以只有在高倍显微镜下才能观察到想要的结果。而传统的光学显微镜是由光学透镜组成，利用材料的折射率和透镜的曲率将被观察物体放大以获得其细节信息。这显然不能满足现代的要求。

而在上世纪80年代，扫描近场光学显微镜（scanning near-field optical microscope，snom）的发明使这个问题得到解决，标志着传统光学显微镜分辨率的衍射极限已被突破，使人类在今后可以用光学方法在小于微米级的尺度上研究，为科学技术和生产的发展提供了新的手段和认识，也极大地推动了进场光学的发展。在snom中，传统光学仪器中的镜头被细小的光纤探针所代替，能在纳米尺度探测样品的光学信息，将光学分辨率提高了几十甚至上百倍。随着纳米光纤探针在snom上的应用，在一般的光纤传感器的基础上出现了一种性能更加优越的纳米光纤传感器。除此之外，光纤探针作为操纵微粒的重要工具，其非接触、无损伤的特性在生物医学领域已得到了广泛的应用。

光纤探针的制作是snom中的一个关键技术。通常探针的外型，孔径决定着光纤的分辨能力。光纤探针的制备本质上是一种端面处理技术，目前国内外比较成熟的制备方法有化学腐蚀法、熔融拉锥法、机械研磨法等。传统的化学腐蚀法极易受到气流和振动等因素的影响，对光纤探针的成型产生干扰。熔拉法的机理是通过对光纤进行加热并施加轴向的拉力，最终将光纤拉断得到带有平整端面的锥形针尖，此方法能制得表面光滑的光纤探针，但是通光效率很低，这主要是受到尖端尺寸的制约。机械研磨的方法则可制备出针尖形状、数值孔径可控的探针，但此方法操作复杂，成本较高。上世纪90年代，r. st#246;ckle 和p. lambelet 各自独立提出了管腐蚀方法来制作近场扫描显微镜光纤探针。管腐蚀法由于其稳定性高、不易受环境的干扰、探针品质较高等优点而引起越来越多的关注。但是实验过程复杂。此外腐蚀的时间很难精准把握，极易出现腐蚀未完成或腐蚀过度的结果。因此，如何高效制备出高质量的探针成为人们研究的重点。而本次研究就是通过实验来制备出这种高质量的探针，并通过改变实验参数来讨论这些参数对实验的影响，已得到最理想的光纤探针。

2. 研究的基本内容与方案

本次研究的主要内容是利用变型管腐蚀法制备光纤探针，并讨论相关影响因素，尝试对变型管腐蚀法制备光纤探针的实验参数进行完善和优化。同时探究制作参数（如腐蚀时间、光纤插入深度、管腔外侧预留光纤的长度、丙酮对光纤端面的预处理、腐蚀液浓度配比等）对探针品质的影响，以期能够制备出用于微粒捕获的高质量的光纤探针，并对变型管腐蚀法的制备参数进行优化。

技术方案：本次光纤探针的制备采用的是管腐蚀法。即对光纤进行端面处理后，让光纤端面与腐蚀液（氢氟酸）进行反应，反应是在有机涂覆层中进行，得到锥角型的尖端。并使用相关装置测量腐蚀速率，记录腐蚀时间，实验温度等制作参数，以便后续的优化。在腐蚀完成后，使用去离子水清洗光纤，去除涂覆层，初步完成光纤探针的制备。但是初步得到的探针可能达不到高质量的要求，通过对微粒进行捕获评判光纤探针的品质。不断改变腐蚀时间、光纤插入深度、管腔外侧预留光纤的长度、丙酮对光纤端面的预处理、腐蚀液浓度配比等参数以期能够制备出用于微粒捕获的高质量的光纤探针。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，完成开题报告；

第4－5周：掌握常规管蚀法和变型管腐蚀法制备光纤探针的基本原理；

第6－7周：熟悉实验所用装置以及化学剂的相关特性，并测量出光纤的腐蚀速率；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 王慧,任宏亮, 何金田,等.管腐蚀法制作纳米光纤探针[j]. 激光技术,2004, 28(4):417-419.

[2] shi j, qin x r. formation of glass fiber tips for scanningnear-field optical microscopy by sealed- and open-tube etching[j]. review ofscientific instruments, 2005, 76(1):651.

[3] st#246;ckle r, fokas c, deckert v, et al. high-quality near-fieldoptical probes by tube etching[j]. applied physics letters, 1999,75(2):160-162.