利用蚕丝制作的微米光器件的研究.pdf

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1、第52卷第3期中山大学学报(自然科学版)V0】．52No．32013年5月ACTASCIENTIARUMNATURALIUMUNIVERSITATISSUNYATSENIMav2013利用蚕丝制作的微米光器件的研究金虎，白晓淞，王鹏，郑伟强，薛怀庆，牛福龙，周晓燕(1．甘肃联合大学师范学院，甘肃兰州730000；2．中山大学光电材料与技术国家重点实验室，广东广州510275；3．兰州大学物理科学与技术学院，甘肃兰州730000)摘要：利用Na2CO水溶液将蚕茧去除丝胶得到直径为5—15m的生物纤维，采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察了其形貌特征。通过倏逝波耦

2、合的方法，利用SiO微纳光锥将波长为671nm的红光、532nm的绿光、473nm的蓝光分别耦合进入微米蚕丝生物光纤，分析了其导光特性，测量了光在蚕丝纤维中的传输损耗。制作了2×2、3×1、1×4、环形等光子结构。实验证明蚕丝微米生物光纤具有良好的柔韧性和表面光滑度，其中波长为532tim的绿光在直径为9．0Ixm的蚕丝纤维中传输时的损耗为0．78dB·mm～。关键词：光学器件；微米生物光纤；倏逝波耦合；蚕丝纤维中图分类号：0439文献标志码：A文章编号：0529—6579(2013)03—0006—05SilkFiber-BasedMicrophotonicDevic

3、esJINHu，BAIXiaosong，WANGPeng，ZHENGWeiqiang，XUEHuaiqing，NIUFulong，ZHOUXiaoyan(1．NormalCollege，GansuLianheUniversity，Lanzhou730000，China；2．StateKeyLaboratoryofOptoelectronicMaterialsandTechnologies，SunYat—SenUniversity，Guangzhou510275，China；3．SchoolofPhysicalScienceandTechnology，LanzhouUni

4、versity，Lanzhou730000，China)Abstract：ByremovingthesericinfromthesilkfibersusingNa2CO3solution，bio—fibersindiametersof5—15mwerefabricatedandtheirmorphologywasobservedusingSEMandTEM．Withthemethodofevanescentwavecoupling，red／green／bluelightatthewavelengthof671／532／473nmwascoupledintothemicr

5、ometer—sizedsilkfiber-basedopticalfibers，followedbytheinvestigationofthewaveguidingprop-ertiesandmeasurementoftheopticalpropagatingloss．Variousphotoniedevices，including2×2，3X1，1×4andringstructures，werefabricatedusingthesilkfibers．Experimentalresultsconfirmthatthesilkfiber—basedbio—optica

6、lfibersexhibitgoodflexibilityandsurfacesmoothness．Apropagatinglossof0．78dB·mmwasobtainedf0rthegreenlightat532nmguidedinthesilkfiberwithdiameterof9．0m．Keywords：opticaldevice；micro／nanobio—opticalfiber；evanescentwavecoupling；silkfiber随着生物光子学的发展，采用生物相容性材料的机械性能、光学特性、生物相容性、制作微纳光子学器件并应用于生物领域已成

7、为一个生物可降解性和生物可植入能力”，展现出研究热点。微纳光纤是纳米光子学中的一个重要研很高的研究价值。蚕丝的丝素蛋白成分具有很好的究领域，对微纳光纤特性、微纳光纤光子器件以及导光性能，因此可以用来制作生物光纤。蚕丝主要微纳光纤的应用等研究正受到越来越多的关由丝胶和丝素构成。丝胶是线型肽链弯曲盘绕而成注]。蚕丝作为一种天然的蛋白纤维，具有良好的球状蛋白质，它含有较多的极性氨基酸，水溶性收稿日期：2013一O1一O5基金项目：甘肃省高等学校研究生导师科研资助项目(1215—03)作者简介：金虎(1963年生)，男，副教授；E—mail：jg