在微纳光纤表面制备气凝胶薄膜的方法

摘要

本发明属于光纤器件技术领域，具体为一种在微纳光纤表面制备气凝胶薄膜的方法。本发明采用新型溶胶‑凝胶法，结合微纳光纤涂覆工艺，采用疏水处理后凝胶在常压干燥条件下的微纳结构重构原理，通过液滴多次浸涂法来在微纳光纤表面制备气凝胶薄膜。微纳光纤直径范围为0.05μm~10μm，制备的气凝胶薄膜折射率范围为1.01~1.20，薄膜厚度范围为0.05μm~500μm。本发明可解决微纳光纤在实用中的质量稳定性问题，保证了集成后微纳光纤的各项优势特性；而且集成后的光子器件可保证优异的光学特性。

主权项

一种在微纳光纤表面制备气凝胶薄膜的方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）采用酸、碱两步催化制备凝胶：首先，将正硅酸乙酯、去离子水、无水乙醇和盐酸按一定的摩尔比例混合，充分搅拌，得到均匀的水解和缩聚反应溶液即母液；然后，将一定比例的乙醇和氨水混合液加入到上述母液中，最终各成分按摩尔比例是：正硅酸乙酯、去离子水、无水乙醇、盐酸、氨水达到1:3‑5:3‑40:0.0005‑0.001:0.001‑0.005，均匀搅拌后将试剂静置，进一步水解和缩聚反应，老化，生成凝胶；（2）硅烷化处理：将上述制备的凝胶放到无水乙醇中浸泡、冲洗，去除残余未反应水和催化剂；再将凝胶浸泡在正庚烷中替换凝胶纳米孔结构中的乙醇；接着将凝胶浸泡在三甲基氯硅烷和正庚烷混合溶液中，进行溶胶孔表面硅烷化处理；接着用正庚烷清洗除去反应副产物；最后，在凝胶中加入适量正庚烷，用超声振荡将硅烷化处理过的凝胶重新振碎为溶胶；（3）气凝胶薄膜制备：将上述生成的溶胶吸入注射器，采用悬浮溶胶液滴来回多次浸涂，在微纳光纤表面涂覆溶胶，溶胶经干燥后即形成气凝胶薄膜。