范金雨 郭资 张泽 夏章聪 李婧临 张露 刘磊

摘  要：锥形光纤在荧光传感领域应用广泛。其中，由自由基光聚合法制成的锥形微纳光纤（PTOF）具有制造工艺灵活、耗能低的优点。为了提高荧光收集效率，进而提高锥形微纳光纖传感器的灵敏度，文章在不同曝光时间和曝光功率下制作了不同尺寸的PTOFs作为传感头，对包埋在锥形尖端的荧光素进行荧光收集。实验结果表明，25μW，5s下生成的PTOF有较好的荧光收集效率，约为端面切平光纤的9.6倍。

关键词：PTOF;光纤传感;溶胶凝胶法;荧光收集特性

中图分类号：TP212 文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）05-0080-02

锥形光纤具有倏逝波强度强和荧光收集效率高等优越特性[1，2]。常用的制作锥形光纤的方法有化学腐蚀法、熔拉法及研磨法[3]。2009年，R.Bachelot等在前人基础上通过自由基光聚合法在单模光纤末端形成聚合物微尖端[4]。与其它制锥工艺相比，该方法相对简单，损耗低，对技术要求较低，更易于控制形状参数[4]。制作PTOF过程中，光敏试剂被引发交联聚合反应时的曝光时间和曝光功率等对PTOF的形状有影响。本文通过不同尺寸PTOF荧光收集效率的比较，对锥形微纳光纤传感器进行优化设计。

1 锥形微纳光纤的制作

1.1 实验原理

本实验在R.Bachelot[4]改进的光致聚合法制锥工艺基础上制备锥形光纤。原理可表述为，在450nm到550nm之间某一波长的激光照射下，光敏试剂被引发交联聚合反应，进而在石英光纤端面形成可以看作纤芯延伸的聚合物尖端。

1.2 制作步骤

首先配制光敏试剂。配方如下：3.5937g多官能丙烯酸酯单体季戊四醇三丙烯酸酯，303ul染料敏化剂曙红-Y，0.0196g共引发剂甲基二乙醇胺。……