1. 研究目的与意义（文献综述）

随着科学研究由小型化向微型化发展的趋势，光纤探针作为一种能够操纵微小分子的工具，其制备方法和应用领域也日益广泛。纳米级光纤探针主要应用于扫描近场显微镜、对微观粒子实现非接触式的捕获与操纵以及测量物体表面粗糙度等方面。其中光镊利用光的穿透性，能够无阻碍的穿透粒子表面实现隔空操作而不会对微观粒子产生机械式损伤，并且由于其能够在液体环境中工作，从而能够很好的适用于生物细胞的捕获。这也使得光纤探针在生物医学方面具备明显的优势，为我们探索微观世界等诸多方面奠定了坚实的基础。

从ibm公司的第一次微观粒子操纵尝试，借助探针操纵原子摆出宽度为3nm的ibm字样，到2000年孙家林等人对探针制备工艺的改进，由静态腐蚀法改进为动态腐蚀法。人们对于光纤探针的相关研究日益深入，研究范围也日趋广泛。为了减小探针顶部的光泄露和实现光传输效率的最大化，人们研制出在光纤探针表面覆盖金属膜的方法；并且利用紫外线来防止催化剂等物质吸附在探针表面的机理，有效避免了探针顶端被金属覆盖，从而改进了此类探针的制备工艺；光纤探针的形状也由最初的锥形日益向多种形状发展。由于光纤探针的锥角及其尺寸都在一定程度上影响其传光特性，基于这一原理，人们研制出抛物线形的探针，在扫描近场显微镜的应用上其表现出更好的传输光的特性。而抛物线形探针的制备方法也取得了突破性进展，由最初的纯依赖于机械装置的打磨法发展到通过特殊的化学腐蚀法来实现其制备。

光纤探针的制备本质上为端面处理技术，目前其主要制备方法有熔拉法、化学腐蚀法和熔拉-腐蚀法等。其中化学腐蚀法又包括早期的tunner法和管腐蚀法。两种方法都是基于hf的腐蚀和微对流机制，但同时也存在较大的区别。相比于tunner法，管腐蚀法无需剥除光纤外部的涂覆层，而是直接将表面平整的光纤垂直插入装有hf和封闭液的装置中，hf透过涂覆层对光纤内部腐蚀，并且在圆柱形空腔内形成微对流，从而得到锥形结构的探针。此方法由于圆柱形空腔的保护，探针制备过程中受环境中气流等因素的影响较小，从而更能得到表面光滑、锥角理想的探针。而基于管腐蚀法的机理，人们研制出锥形-圆柱形组合探针，在经金属银膜涂覆后，可增强表面的拉曼散射效应，这种探针对于变化环境中微粒的探测表现出巨大的潜力。

2. 研究的基本内容与方案

（1）基本内容

本次研究的基本内容是探索管腐蚀法制备光纤探针的实现方案。具体包括：了解管腐蚀法制备光纤探针的原理；制定管腐蚀法制备光纤探针的详细技术方案；探究实验过程中的hf浓度、封闭液种类、插入深度、腐蚀时间等对探针形貌的影响。

（2）研究目标

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，了解研究所需背景知识，包括光纤探针的制备方法、管腐蚀法的原理及进展等。确定方案，完成开题报告。

第4－5周：测定不同温度和hf浓度下，光纤的腐蚀速率。确定最佳腐蚀条件。

第6－7周：利用管腐蚀法制备光纤探针。并及时记录相关数据

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 孙家林, 田光彦, 丽琴, 等. 动态化学腐蚀法制备大锥角近场光纤探针[j]. 物理学报, 2001, 50(12):2382-2386.

[2] 杨修文, 祝生祥, 胡毅. 大锥角光纤探针的制备[j]. 光学与光电技术, 2007, 5(5):57-60.

[3] 霍鑫, 潘石. 近场纳米光纤探针腐蚀制备技术概述[j]. 电子显微学报, 2006, 25(5):450-454.