本發(fā)明涉及結(jié)合調(diào)控磁性氧化鐵納米粒子定向排列，涉及一種用于磁性納米粒子自組裝光子晶體光纖的裝置。
背景技術(shù)：
光子晶體光纖，又稱微結(jié)構(gòu)光纖，相關(guān)概念最早由rusell于1992年提出，隨后由birks于1995年從理論上驗證了其導(dǎo)光性能，并與1999年首次成功制備。它可通過亞波長周期微結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對光信號的空間調(diào)制，近年來在非線性光學(xué)、激光誘導(dǎo)傳輸、生物醫(yī)學(xué)成像、光學(xué)傳感、量子光學(xué)器件等領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注并獲得迅速發(fā)展。未來該技術(shù)在其他科研和工程領(lǐng)域還會開辟更多的研究方向，也亟需在更多領(lǐng)域拓展其應(yīng)用范圍。
傳統(tǒng)光子晶體光纖是由石英與空氣組成的周期排列二維結(jié)構(gòu)，其制作工藝是通過將特定幾何尺寸的石英毛細管堆積來制作預(yù)制棒，再將預(yù)制棒放在光纖拉絲塔中，采用精確控制加熱溫度、惰性氣體壓強和拉制速度來制備符合尺寸要求的光子晶體光纖。受到以上三個條件及其穩(wěn)定性的限制，采用預(yù)制棒拉制技術(shù)制備的光子晶體光纖的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)難以精確控制。正是由于光子晶體光纖的制備技術(shù)復(fù)雜，目前國際上僅nktphotonics公司能提供商用化的光子晶體光纖，處于壟斷地位，因此光子晶體光纖價格居高不下，也在客觀上限制了光子晶體光纖相關(guān)應(yīng)用的發(fā)展。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供了一種磁性納米粒子自組裝光子晶體光纖的制作裝置，解決了目前光子晶體光纖制作工藝復(fù)雜、成本高，所需專用設(shè)備價格昂貴，對加工人員技術(shù)要求高的問題。
達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
一種用于磁性納米粒子自組裝光子晶體光纖的裝置，該裝置包括寬譜激光器1、單模光纖2、微量液體注射器3、進液口4、石英毛細管5、左高壓電磁線圈6、右高壓電磁線圈7、高倍顯微觀測器8、紫外光固化器9、出液口10、微量液體收集器11、探測器12；其中寬譜激光器1、單模光纖2、石英毛細管5、左高壓電磁線圈6、右高壓電磁線圈7、探測器12，各部分依次連接；在位于左高壓電磁線圈6之前的石英毛細管5上，設(shè)置進液口4；微量液體注射器3與進液口4連接，利用微量生物注射器3將含有磁性納米粒子的uv膠液體注入石英毛細管5；在位于右高壓電磁線圈7之后的石英毛細管5上，設(shè)置出液口10，微量液體收集器11與出液口10連接，用于收集uv膠微量液體；高倍顯微觀測器8和紫外光固化器9設(shè)置在左高壓電磁線圈6和右高壓電磁線圈7之間；借助左高壓電磁線圈6和右高壓電磁線圈7產(chǎn)生平行高頻磁場，使磁性納米粒子完成周期性排列以構(gòu)建光子晶體結(jié)構(gòu)，使用高倍顯微觀測器8實時監(jiān)測納米粒子自組裝光子晶體結(jié)構(gòu)的形成過程，并通過寬譜激光器1和探測器12實時監(jiān)測透射光譜變化，啟動紫外光固化器9得到自組裝光子晶體光纖。
上述方案中，所述的寬譜激光器1的波長范圍為1520-1560nm，所述的微量液體注射器3和微量液體收集器11的注射速率為0.002μl-26ml/hr，所述的紫外光固化器9的功率為125w，探測器12的波長探測范圍為1200-2000nm。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
1)本發(fā)明提出的一種磁性納米粒子自組裝光子晶體光纖的制作裝置，可以通過調(diào)節(jié)uv膠中磁性納米粒子的尺寸和濃度，來調(diào)節(jié)光子晶體光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)；
2)本發(fā)明提出的一種磁性納米粒子自組裝光子晶體光纖的制作裝置，相比于傳統(tǒng)光子晶體光纖的制備工藝來說，該方法制備速度快、所需設(shè)備簡單，可以節(jié)省制作成本。
3)本發(fā)明提出的一種磁性納米粒子自組裝光子晶體光纖的制作裝置，該方法更加環(huán)保和高效，所制備的光子晶體光纖具備傳統(tǒng)光子晶體光纖的光學(xué)特性，可廣泛應(yīng)用于光纖通信及生化傳感。
附圖說明
附圖1為一種磁性納米粒子自組裝光子晶體光纖的制作裝置示意圖。
圖中：1寬譜激光器；2單模光纖；3微量液體注射器；4進液口；5石英毛細管；6左高壓電磁線圈；7右高壓電磁線圈；8高倍顯微觀測器；9紫外光固化器；10出液口；11微量液體收集器；12探測器。
具體實施方式
下面通過具體實施方式闡明本發(fā)明的實質(zhì)特點和顯著進步。
一種用于磁性納米粒子自組裝光子晶體光纖的裝置，與傳統(tǒng)光子晶體光纖制作工藝相比，采用磁性納米粒子結(jié)構(gòu)的電磁調(diào)制特點，實現(xiàn)光子晶體光纖的制備，具體實施方式是利用微量生物注射器3將含有磁性納米粒子的uv膠液體注入石英毛細管5，借助左高壓電磁線圈6和右高壓電磁線圈7產(chǎn)生平行高頻磁場，使磁性納米粒子完成周期性排列以構(gòu)建光子晶體結(jié)構(gòu)，使用高倍顯微觀測器8實時監(jiān)測納米粒子自組裝光子晶體結(jié)構(gòu)的形成過程，并通過寬譜激光器1和探測器12實時監(jiān)測透射光譜變化，待觀測到光子晶體光纖的特征透射光譜時啟動紫外光固化器9將uv膠固化，截取固化后的石英毛細管，就可得到自組裝光子晶體光纖。其中，寬譜激光器1的波長范圍為1520-1560nm，探測器12的波長探測范圍為1200-2000nm，可用于光纖透射光譜的實時觀測，以結(jié)合高倍顯微觀測器8來確定光子晶體結(jié)構(gòu)的形成；紫外光固化器9的功率為125w，可使uv膠在5s內(nèi)快速固化，將光子晶體結(jié)構(gòu)固定。
本發(fā)明利用磁性納米粒子在強電磁場作用下可形成周期排列的鏈狀結(jié)構(gòu)的特點來構(gòu)建周期性排列的光子晶體結(jié)構(gòu)，同時利用uv膠作為磁性納米粒子的基液，因此可借助uv膠的紫外固化特性得到固化的光子晶體光纖。相比于傳統(tǒng)光子晶體光纖制作工藝，該方法成本低、制備速度快、所需設(shè)備簡單、光纖參數(shù)可靈活控制，可以大大節(jié)省光子晶體光纖的制作成本。同時，構(gòu)建光子晶體光纖的磁性納米粒子可以根據(jù)實際應(yīng)用需要，選用特定材料和功能的磁性納米粒子，來制備多種類型光子晶體光纖，豐富相關(guān)研究內(nèi)容。