專利名稱：一種可調(diào)節(jié)微納米環(huán)半徑的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于光子學領(lǐng)域，涉及一種可調(diào)節(jié)微納米環(huán)半徑的裝置。
背景技術(shù)：
環(huán)形諧振腔是一種重要的光學器件，利用微納米線制作的環(huán)形諧振腔具有成本低、制作簡單，品質(zhì)因數(shù)較大等優(yōu)點，可用于制作光學諧波器、傳感器、微型激光器等光子學器件。目前人們利用光刻技術(shù)、組裝手段等方法可以制作出線條直徑為微米量級或納米量級的微納米環(huán)，但所制作的每一種微納米環(huán)的半徑是固定的。而可調(diào)半徑的微納米環(huán)可以提供可調(diào)的品質(zhì)因數(shù)(Q)和可調(diào)的傳輸光譜自由譜譜線寬度(FSR)，在光通信領(lǐng)域有潛在應用。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型的目的是提供一種簡單、成本低、環(huán)半徑可變化的微納米環(huán)的制作方法。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案為一種可調(diào)節(jié)微納米環(huán)半徑的裝置，包括底座、位于底座一端的固定支撐臂和另一端的活動支撐臂、以及兩端分別固定在固定支撐臂和活動支撐臂上的微納米環(huán)；其特征在于還包括螺桿，螺桿穿過活動支撐臂上的螺紋孔，進一步與固定支撐臂相接觸；所述裝置還包括導軌，導軌固定在底座上，與螺桿平行設(shè)置；活動支撐臂嵌套在導軌上，活動支撐臂與導軌的嵌套固定力大于活動支撐臂的螺紋孔內(nèi)壁與螺桿之間的摩擦力，通過旋轉(zhuǎn)螺桿使活動支撐臂沿著導軌平行移動，從而調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)活動支撐臂與固定支撐臂之間的距離，調(diào)節(jié)微納米環(huán)的半徑大小。螺桿與固定支撐臂之間是通過軸承相連接，螺桿可以沿平行于軸向的方向相對移動并保持與固定支撐臂的接觸。螺桿遠離固定支撐臂的一端還連接有旋鈕，通過轉(zhuǎn)動旋鈕帶動螺桿旋轉(zhuǎn)從而調(diào)節(jié)活動支撐臂與固定支撐臂之間的距離。微納米線的直徑可以為0. 1微米到100微米，長度為1-100厘米，且具有較好的柔韌性。微納米環(huán)必須是環(huán)半徑可連續(xù)變化的單結(jié)環(huán)。微納米環(huán)的最大半徑是最初繞成的環(huán)的半徑，其半徑通過旋轉(zhuǎn)螺桿使活動支撐臂向遠離固定支撐臂的方向移動由大到小改變。本實用新型的目的在于制作特定半徑大小的微納米環(huán)，為了實現(xiàn)上述目的，本裝置通過螺桿的旋轉(zhuǎn)從而移動螺桿，使嵌套在螺桿上的活動支撐臂向遠離固定支撐臂的方向移動。活動支撐臂嵌套在導軌上，保證了其與固定支撐臂的水平，而且活動支撐臂固定在導軌的力量比旋轉(zhuǎn)螺桿時螺桿與活動支撐臂之間的旋轉(zhuǎn)力要大，從而使微納米環(huán)的一端穩(wěn)定受力，得到形狀穩(wěn)定的特定半徑的微納米環(huán)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點[0012]1.本實用新型制作的微納米環(huán)半徑從大到小可連續(xù)改變；2.本實用新型的制作方法簡單、成本低廉；3.提供一種制作簡便的可調(diào)節(jié)微納米環(huán)半徑的工具。

圖1 微納米環(huán)的制作裝置示意圖。圖2 利用本實用新型的制作方法制作的、以直徑為3. 5微米的聚合物線為例的微納米環(huán)掃描電子顯微鏡圖片；環(huán)的半徑約為70微米。圖3 利用本實用新型的制作方法制作的環(huán)半徑從(a) 700微米到(b) 632微米、 (c) 500微米、(d) 417微米、(e) 376微米、(f) 343微米、(g) 250微米變化的微納米環(huán)及其可見光在其中傳輸?shù)墓鈱W顯微鏡圖片。
具體實施方式
本實用新型以聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)聚合物微米線為例，說明這種微納米環(huán)的制作方法實施例。
實施例將導軌9水平固定在底座10上，固定支撐臂5固定在導軌9和底座10的一端，活動支撐臂6嵌套在導軌9上，與固定支撐臂5相互平行并在同一水平面內(nèi)。螺桿8穿過活動支撐臂6上的螺紋孔11，其一端通過軸承12與固定支撐臂5相接觸，另一端與旋鈕7固定在一起，螺桿8與導軌9平行。采用一步拉伸法拉制出一根PTT微米線1，將其繞成環(huán)狀，然后將微米線的一端穿過環(huán)緊制作出一個半徑為毫米量級的結(jié)形環(huán)(如圖1所示)。用膠帶3將PTT微米線1的一端固定在微型調(diào)節(jié)架的固定支撐臂5上，另一端用膠帶4固定在微型調(diào)節(jié)架的活動支撐臂6上。調(diào)節(jié)微型調(diào)節(jié)架的旋鈕7，使活動支撐臂6朝遠離固定支撐臂5的方向移動，將環(huán)的半徑逐漸減小，當環(huán)半徑達到預定值時停止旋轉(zhuǎn)旋鈕， 從而制作出一個特定半徑的微納米環(huán)(如圖2所示)。本實施以環(huán)半徑逐漸減小時的光學顯微鏡照片為實例說明。在圖3中，第I組為沒有通光的光學顯微鏡圖片，第II、III和IV組分別為通紅光(波長為650納米)，綠光(波長為 532納米)和藍光(波長為473納米)的光學顯微鏡圖片。圖中的標尺為100微米，PTT聚合物線的直徑為3. 5微米。環(huán)的半徑分別為(a) 700微米，(b) 632微米，(c) 500微米，(d) 417 微米，(e) 376 微米，(f) 343 微米，(g) 250 微米。
權(quán)利要求1.一種可調(diào)節(jié)微納米環(huán)半徑的裝置，包括底座(10)、位于底座(10) —端的固定支撐臂(5)和另一端的活動支撐臂(6)、以及兩端分別固定在固定支撐臂(5)和活動支撐臂(6) 上的微納米環(huán)(2)；其特征在于還包括螺桿(8)，螺桿(8)穿過活動支撐臂(6)上的螺紋孔(11)，進一步與固定支撐臂(5)相接觸；所述裝置還包括導軌(9)，導軌(9)固定在底座(10) 上，與螺桿(8)平行設(shè)置；活動支撐臂(6)嵌套在導軌(9)上，活動支撐臂(6)與導軌(9)的嵌套固定力大于活動支撐臂(6)的螺紋孔(11)內(nèi)壁與螺桿(8)之間的摩擦力，通過旋轉(zhuǎn)螺桿(8)使活動支撐臂(6)沿著導軌(9)平行移動，從而調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)活動支撐臂(6)與固定支撐臂(5)之間的距離，調(diào)節(jié)微納米環(huán)(2)的半徑大小。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于螺桿(8)與固定支撐臂(5)之間是通過軸承(12)相連接，螺桿(8)可以沿平行于軸向的方向相對移動并保持與固定支撐臂(5)的接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述螺桿(8)遠離固定支撐臂(5)的一端還連接有旋鈕(7)，通過轉(zhuǎn)動旋鈕(7)帶動螺桿(8)旋轉(zhuǎn)從而調(diào)節(jié)活動支撐臂(6)與固定支撐臂(5)之間的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述微納米環(huán)(2)必須是環(huán)半徑可連續(xù)變化的單結(jié)環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于微納米環(huán)(2)的最大半徑是最初繞成的環(huán)的半徑，其半徑通過旋轉(zhuǎn)螺桿(8)使活動支撐臂(6)向遠離固定支撐臂(5)的方向移動由大到小改變。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于制作微納米環(huán)的微納米線的直徑為 0. 1-100微米，長度為1-100厘米，且具有柔韌性。
專利摘要本實用新型屬于光子學領(lǐng)域，涉及一種可調(diào)節(jié)微納米環(huán)半徑的裝置。其制作方法是將一根直徑為微米量級或納米量級的線(簡稱微納米線)繞成任意半徑的單結(jié)環(huán)，微納米線的兩端分別固定在一個微型調(diào)節(jié)架的兩個支撐臂上，通過移動微型調(diào)節(jié)架上的其中一個支撐臂，可對微納米環(huán)的半徑實現(xiàn)由大到小改變。本實用新型具有制作簡單、環(huán)半徑由大到小連續(xù)可調(diào)等優(yōu)點。
文檔編號B82B3/00GK202175552SQ20102068512
公開日2012年3月28日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者朱恒, 李寶軍, 王宇清, 白曉淞 申請人:中山大學