1. 研究目的与意义（文献综述）

随着集成电子技术的进展、器件数目的增加，微小化俨然成为趋势，微纳尺度上的光子器件及集成进入研究者的视界。

体积小，质量轻，消逝场效应强、光束缚能力强、易于中间掺杂或表面修饰——微纳光纤兼具诸多得天独厚的优势，为纤维光学、非线性光学、量子/原子光学等的发展铺起一条新通道。

传统微纳光纤为圆柱形，光场强度在其截面上的分布为圆对称的近高斯型，也就是说绝大部分能量仍在光纤内，而哑铃型微纳光纤增大了在光纤外部的光场能量，也应具备着独特的光学性质与现象。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容
材料制备：以截面为哑铃型的单模光纤，通过电动位移台氢气火焰拉丝法来拉制哑铃型微纳光纤；
材料表征：对哑铃型微纳光纤进行结构表征和光学测试，通过光学显微镜、TEM、SEM等表征手段对其形貌结构进行探测，并利用拉曼光谱、光谱仪对其光性能进行测试分析。
2.2 研究目标
1.掌握微纳光纤常用制备工艺及性能测试方法；
2.制备哑铃型微纳光纤；
3.进一步研究哑铃型微纳光纤的基本光学特性。
2.3 技术方案
1.取两段截面为哑铃型的单模光纤，分别用双口剥线钳将两段光纤的末端的涂覆层剥去剥去30-40mm，用浸透无水酒精的脱脂棉片擦拭剥好的部分，除去残留的涂覆层。
2.利用光纤切割机将裸露的光纤末端切除，将光纤放在熔接机的V型槽中，小心压上光纤压板和光纤夹具，根据光纤切割长度设置光纤在压板中的位置，熔接光纤。
3.将除去涂覆层的标准单模光纤两端由夹具固定，将氢气火焰置于单模光纤下端，按照预设程序拉丝，根据拉丝效果调整氢气流量、拉伸速度以及距离。
4.关闭仪器，让拉细的光纤吸附在涂覆有机涂层的载玻片上，两端以紫外胶固定。取下光纤。
5.通过光学显微镜测量哑铃型微纳光纤直径，通过TEM、SEM等表征手段对其形貌结构进行探测。
6.利用拉曼光谱、光谱分析仪对其光学性能进行测试并分析。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解光纤的常用制备方法和工艺，掌握微纳光纤的制备方法及其基本光学特征，确定制备方案，并完成开题报告。

第4－6周：了解光学仪器的使用和光纤信号的解调，按照设计方案，制备哑铃型微纳光纤。

第7－9周：采用光学显微镜、sem、tem、拉曼光谱、光谱仪等仪器，对微纳光纤的显微结构、光学性能进行检测分析。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] Kirchain R, Kimerling L. A roadmap for nanophotonics[J]. Nature Photonics, 2007, 1(6):303-305.
[2] 刘子健.微纳光纤的制备和传感性质研究[D]. 吉林大学, 2016.
[3] Tong L, Zi F, Guo X, et al. Optical microfibers and nanofibers: A tutorial[J]. Optics Communications, 2012, 285(23):4641-4647.
[4] Boys C V. On the production, properties, and some suggested uses of the finest threads[J]. Philosophical Magazine, 1971, 23(145): 489-499.
[5] Birks T A, Wadsworth W J, Russell P S J. Supercontinuum generation in tapered fibers[J]. Optics Letters, 2000, 25(19):1415-1417.
[6] Tong L, Gattass R R, Ashcom J B, et al. Subwavelength-diameter silica wires for low-loss optical wave guiding[J]. Nature, 2003, 426(6968):816-819.
[7] 赵平. 基于微纳光纤的无源微小光学器件的研究[D]. 华中科技大学, 2014.
[8] Pal S S, Mondal S K, Tiwari U, et al. Etched multimode microfiber knot-type loop interferometer refractive index sensor[J]. Review of Scientific Instruments, 2011, 82(9): 095107.
[9] Sumetsky M, Dulashko Y, Hale A. Fabrication and study of bent and coiled free silica nanowires: Self-coupling microloop optical interferometer[J]. Optics Express, 2004, 12(15):3521-3531.
[10] Tong L, Hu L, Zhang J, et al. Photonic nanowires directly drawn from bulk glasses.[J]. Optics Express, 2006, 14(1):82-87.
[11] 谭艳珍. 干涉型微纳光纤传感器研究[D]. 暨南大学,2014.
[12] 楼静漪. 玻璃基光学纳米线的器件应用基础研究[D]. 浙江大学,2006.
[13] Birks T A, Li Y W. The shape of fiber tapers[J].Journal of Lightwave Technology, 1992, 10(4):432-438.
[14] Consales M, Ricciardi A, Crescitelli A, et al. Lab-on-fiber technology: toward multifunctional optical nanoprobes[J]. ACS Nano, 2012, 6(4):3163-3170.
[15] Tong L. Optical Microfibers and Nanofibers[J]. Nanophotonics, 2013, 2(5-6):407-428.
[16] Chen G. Y., Newson T.P., Brambilla G. Optical microfibers for fast current sensing[J]. Optical Fiber Technology, 2013, 19:802-807.
[17] Zhang L, Wang P, Xiao Y, et al. Ultra-sensitive microfibre absorption detection in a microfluidic chip[J]. Lab on A Chip, 2011, 11(21):3720-3724.
[18] Liu G, Li K. Micro/nano optical fibers for label-free detection of abrin with high sensitivity[J]. Sensors amp; Actuators B Chemical, 2015, 215:146-151.
[19] 易玮琪. 高品质亚波长微纳光纤制备与微光纤环气体传感特性研究[D]. 电子科技大学, 2013.