磁控(kong)溅(jian)射(she)工(gong)艺对(dui)金属涂层光纤的(de)抗(kang)拉性(xing)能(neng)影响

1、引(yin)言

光纤(xian)在通(tong)信(xin)、传(chuan)感(gan)和医疗(liao)等(deng)领(ling)域(yu)应(ying)用(yong)广(guang)泛(fan)，其(qi)表(biao)面(mian)改(gai)性是提升性能(neng)或(huo)实现特(te)定功能(neng)的(de)关键。表(biao)面(mian)改(gai)性主要(yao)通(tong)过涂覆层(ceng)实现(xian)，其(qi)中(zhong)金(jin)属涂(tu)层(ceng)因其优(you)异(yi)的(de)导电性、导热(re)性和(he)化学稳定性而(er)备受(shou)关(guan)注(zhu)。在应(ying)用(yong)层面(mian)，金属(shu)涂层(ceng)光(guang)纤能够实(shi)现光(guang)通(tong)信(xin)系统中光(guang)纤与器(qi)件(jian)的精(jing)准焊接(jie)封装，显著(zhu)增(zeng)强系统(tong)的(de)抗干(gan)扰能力，还(hai)可(ke)以为光纤传感器提供增敏效果(guo)，从而(er)拓(tuo)展其(qi)在光(guang)纤传感(gan)、电信以及光学器(qi)件等领域(yu)的应用(yong)范围(wei)[1]。因(yin)此(ci)金属(shu)涂覆(fu)层光(guang)纤(xian)的实现与应用已(yi)成为研(yan)究(jiu)热(re)点(dian)。

Albert等[2]通(tong)过(guo)化学(xue)气相(xiang)沉积在光纤(xian)表(biao)面制(zhi)备纳(na)米级(ji)金和(he)铜镀层(ceng)，极大(da)地增(zeng)强(qiang)光(guang)纤(xian)的(de)灵敏(min)度。黄(huang)博(bo)等[3]通过化学镀(du)金(jin)-银双金(jin)属(shu)锥形(xing)光(guang)纤表(biao)面(mian)增强(qiang)拉曼(man)散(san)射探(tan)针(zhen)。张(zhang)飞(fei)翔(xiang)等[4]通(tong)过化学(xue)镀(du)在光(guang)纤布(bu)拉(la)格(ge)光栅(zha)（FBG）表面(mian)制(zhi)备铜(tong)涂层。饶(rao)春芳等(deng)[5]通过(guo)优化化(hua)学镀和电镀(du)条(tiao)件(jian)减(jian)小应(ying)力以改(gai)善(shan)FBG的(de)传(chuan)感精度(du)。Li等[6]通(tong)过(guo)磁(ci)控溅射和电(dian)镀(du)制备(bei)了镍-钛(tai)FBG，提高(gao)了热(re)敏感稳定(ding)性(xing)。姚(yao)文(wen)历等[7]采用(yong)化学镀镍(nie)再电(dian)镀铜(tong)制(zhi)备(bei)的FBG温(wen)度(du)灵敏(min)系数是(shi)普通光纤(xian)光栅(zha)的(de)1.7倍。Rostami等(deng)[8]通过电镀制(zhi)备了银(yin)涂覆层(ceng)的(de)FBG传感用(yong)于(yu)实(shi)时(shi)检测(ce)尿(niao)素(su)的(de)缓慢释(shi)放(fang)。Wang等[9]通(tong)过磁控溅射和Cu电镀(du)相结(jie)合(he)的(de)方法(fa)制备(bei)的(de)镀(du)铜FBG传感器(qi)灵(ling)敏(min)度得到(dao)提(ti)高。

除(chu)柱形(xing)光(guang)纤的金(jin)属(shu)化(hua)外(wai)，还(hai)有(you)研(yan)究者探(tan)索(suo)异形(xing)光纤的(de)金属(shu)化以(yi)提(ti)升传(chuan)感器(qi)性能[10-11]。

多数研究关(guan)注金(jin)属(shu)涂层在光纤传感的应用，但(dan)金(jin)属涂(tu)层光纤的(de)机械(xie)性(xing)能对光(guang)纤(xian)焊(han)接封装(zhuang)至(zhi)关重要(yao)。朱月红等[12]改(gai)进(jin)了光(guang)纤表面(mian)的(de)化(hua)学(xue)镀镍(nie)工(gong)艺，制备的(de)镀(du)镍光纤光(guang)栅(zha)的(de)抗拉(la)强度达(da)到(dao)6.5N（135.65MPa）。Miller等[13]通(tong)过化(hua)学(xue)镀法制(zhi)备的(de)Ni涂覆层(ceng)光纤(xian)抗(kang)拉强(qiang)度达(da)到(dao)22N（3500MPa）。宋启(qi)良(liang)等(deng)[14]优化(hua)制备化(hua)学镀Ni-P金属(shu)镀(du)层工艺(yi)，获得(de)光纤(xian)最(zui)大抗(kang)拉(la)强(qiang)度(du)平(ping)均(jun)为(wei)2783MPa。赵(zhao)劲(jin)凯等[15]通(tong)过熔融(rong)涂(tu)覆(fu)法制备了(le)最大(da)8.248N（672MPa）抗拉强(qiang)度的镀锌光纤。杨珂等[16]在化学(xue)镀(du)镍后的(de)光(guang)纤表(biao)面(mian)电(dian)镀(du)镍(nie)，抗拉强度(du)达(da)到877.20MPa。

金属(shu)涂层(ceng)制备技(ji)术主(zhu)要分(fen)为化学(xue)方法(fa)与(yu)物(wu)理(li)方法两(liang)类(lei)。化(hua)学(xue)方法包(bao)括(kuo)化学镀(du)和电(dian)镀(du)，具有(you)一定(ding)的局限性，如(ru)环(huan)境(jing)污(wu)染(ran)风(feng)险和工艺(yi)复(fu)杂性。鉴(jian)于(yu)此，一些新兴(xing)企业(ye)更倾向于选择物(wu)理方法(fa)，如熔融(rong)涂(tu)覆(fu)和磁控(kong)溅(jian)射(she)。其(qi)中(zhong)熔融(rong)涂(tu)覆(fu)也(ye)存(cun)在(zai)一(yi)些(xie)限(xian)制，只(zhi)有熔点(dian)相(xiang)对(dui)较低（<1400℃）的金属(shu)（Pb,Al,Ag,Cu,Au,Ni）才能(neng)应用(yong)，不适(shi)用(yong)于Cr、Ti等(deng)金(jin)属[17]。磁(ci)控溅射具有(you)制备(bei)过程(cheng)简(jian)单(dan)、反应(ying)速度快、镀层致密均(jun)匀等优点(dian)，而目(mu)前缺(que)乏磁控溅(jian)射(she)制备(bei)金属涂(tu)层(ceng)光(guang)纤机械(xie)性能的(de)相(xiang)关研究(jiu)。由(you)于(yu)磁(ci)控(kong)溅射会施加一定(ding)的热(re)量(liang)和(he)机械应(ying)力(li)于(yu)光(guang)纤表面(mian)[18-19]，这(zhe)可(ke)能对(dui)光(guang)纤的机械(xie)性(xing)能产生影响(xiang)。因(yin)此(ci)，本(ben)文旨(zhi)在(zai)通过(guo)磁控(kong)溅(jian)射(she)工(gong)艺(yi)制(zhi)备金(jin)属化(hua)光(guang)纤，系统(tong)性(xing)地探究(jiu)磁控(kong)溅射(she)工艺对(dui)金(jin)属(shu)化(hua)光(guang)纤(xian)机械(xie)性(xing)能的影响机(ji)理，并(bing)优(you)化(hua)光纤金(jin)属化磁控溅射(she)工艺(yi)。

2、试(shi)验

2.1试验步(bu)骤

如图(tu)1所(suo)示(shi)，磁(ci)控(kong)溅射制备光(guang)纤(xian)金属(shu)涂层主要(yao)包(bao)括以(yi)下(xia)4个(ge)步骤(zhou)：去涂(tu)覆层、装入夹(jia)具(ju)、等(deng)离子(zi)清(qing)洗、磁(ci)控(kong)溅(jian)射(she)镀膜(mo)。其中，光(guang)纤组(zu)的(de)具体(ti)装载流(liu)程(cheng)如(ru)图1虚(xu)线(xian)框(kuang)所示(shi)。首(shou)先(xian)将待(dai)金(jin)属化(hua)的光纤(xian)逐(zhu)根(gen)置入光(guang)纤(xian)托板(ban)的半圆(yuan)凹(ao)槽(cao)内（有多(duo)个(ge)凹槽(cao)，可同(tong)时(shi)放置多(duo)根光纤，凹(ao)槽尺(chi)寸(cun)略(lve)大(da)于(yu)光纤）；然后上下(xia)调(diao)整光纤(xian)位置(zhi)，使待金(jin)属化(hua)段(duan)处(chu)于(yu)光纤(xian)托(tuo)板(ban)空隙处；最(zui)后(hou)盖(gai)上光(guang)纤掩膜(mo)板(ban)确保非镀膜(mo)段(duan)不会(hui)受(shou)到污染(ran)。

2.22去涂覆层(ceng)

市(shi)售(shou)的光纤通(tong)常(chang)采(cai)用(yong)丙(bing)烯(xi)酸(suan)酯(zhi)或聚(ju)酰(xian)亚(ya)胺(an)等(deng)聚合(he)物(wu)作为(wei)涂(tu)覆(fu)层。在(zai)制(zhi)备(bei)金属(shu)涂(tu)层时，需先将聚合(he)物(wu)涂(tu)覆层(ceng)去(qu)除(chu)一(yi)段，以(yi)暴(bao)露(lu)出光纤的裸露(lu)段(duan)供(gong)金属化处理(li)。目前(qian)，去除(chu)聚(ju)合(he)物涂覆(fu)层(ceng)的(de)主(zhu)流(liu)方法(fa)包括(kuo)化学(xue)剥(bo)离法、机(ji)械(xie)剥离(li)法(fa)和(he)激光剥(bo)离(li)法(fa)。然而(er)，这(zhe)些(xie)方(fang)法各有(you)其局(ju)限性(xing)。

机(ji)械(xie)剥离(li)法由(you)于(yu)与光纤(xian)存在(zai)直(zhi)接(jie)物理(li)接触，极(ji)易对纤(xian)芯造成(cheng)损伤。化学剥离法(fa)则可能在光(guang)纤(xian)表(biao)面残(can)留(liu)剥离剂，不(bu)仅需要(yao)进(jin)行(xing)繁琐(suo)的(de)后(hou)续(xu)清洗(xi)过(guo)程(cheng)，还(hai)可(ke)能(neng)在剥离(li)剂使用不(bu)当或(huo)剥(bo)离过(guo)程(cheng)控制(zhi)不当(dang)时(shi)，对(dui)光纤的(de)表(biao)面(mian)质(zhi)量(liang)和(he)性能产(chan)生负(fu)面(mian)影响，如(ru)引入表面缺(que)陷或(huo)降低(di)光纤强度[14]。

相对(dui)而(er)言(yan)，激(ji)光剥(bo)离法(fa)采(cai)用(yong)非(fei)接触式(shi)加工(gong)方式，既无机械应力也(ye)无切痕(hen)，对(dui)纤芯无(wu)损伤。因(yin)此(ci)，我们(men)选用(yong)LMT-C30F2型(xing)号激(ji)光(guang)剥(bo)纤(xian)机进行光纤(xian)去涂(tu)覆层操作(zuo)，以(yi)确(que)保(bao)光纤(xian)的(de)完(wan)整(zheng)性(xing)和性能(neng)稳定(ding)。

2.33装(zhuang)配光(guang)纤

在(zai)磁控溅射(she)镀膜(mo)过(guo)程(cheng)中(zhong)，为(wei)确(que)保样品的(de)稳(wen)定(ding)放置(zhi)，我(wo)们(men)针(zhen)对(dui)特(te)定(ding)需(xu)求(qiu)设计(ji)了一款专用(yong)的(de)光纤夹(jia)具(ju)。这款(kuan)夹(jia)具采用非(fei)挤(ji)压式(shi)设计，旨(zhi)在最(zui)大(da)程(cheng)度上(shang)避(bi)免(mian)在(zai)装(zhuang)配(pei)过程(cheng)中对光纤(xian)造(zao)成任(ren)何(he)形(xing)式的物(wu)理(li)损伤，确保(bao)光(guang)纤(xian)的(de)完整性(xing)和(he)性(xing)能稳定(ding)。通过(guo)精(jing)心(xin)设计的夹(jia)具结构，我(wo)们成功地(di)实现(xian)了(le)对光(guang)纤(xian)的(de)稳(wen)固固(gu)定(ding)，同(tong)时(shi)保(bao)障(zhang)了其(qi)安(an)全(quan)无(wu)损(sun)，为(wei)磁(ci)控溅(jian)射(she)镀膜过程的顺(shun)利进(jin)行(xing)提(ti)供(gong)了有(you)力(li)支持。

2.44等离(li)子清(qing)洗(xi)

经过批量(liang)激(ji)光(guang)剥(bo)除(chu)涂覆(fu)层(ceng)处(chu)理的光(guang)纤，为(wei)避(bi)免(mian)裸光(guang)纤段(duan)表(biao)面残(can)留微(wei)量聚(ju)合物(wu)，以及(ji)在后续操作与(yu)保(bao)存(cun)过(guo)程中可能吸附的灰(hui)尘或其他(ta)杂质，我们需对(dui)光(guang)纤进(jin)行严(yan)格(ge)的(de)清洗(xi)。传(chuan)统(tong)的清(qing)洗方(fang)法(fa)主(zhu)要分为(wei)湿法(fa)和干(gan)法两大类。湿法清洗通常(chang)涉(she)及液(ye)体媒介，包(bao)括蒸汽(qi)、溶液(ye)浸泡以及(ji)旋(xuan)转(zhuan)喷淋(lin)等(deng)方式，然而(er)这些(xie)方法(fa)均(jun)涉(she)及(ji)化学处理，这(zhe)与我们(men)研(yan)究(jiu)的(de)初(chu)衷(zhong)相(xiang)悖(bei)。另(ling)一方面，干法清洗(xi)则通过(guo)压力(li)、抽(chou)吸(xi)或(huo)气(qi)体(ti)媒(mei)介(jie)等(deng)手(shou)段(duan)去(qu)除污(wu)染物，包(bao)括(kuo)机(ji)械(xie)清(qing)洗(xi)、超声(sheng)波清洗(xi)和(he)等离(li)子(zi)清(qing)洗(xi)等(deng)方法[20]。其(qi)中，机(ji)械(xie)清洗(xi)虽可(ke)行，但(dan)效(xiao)率(lv)较低且(qie)成(cheng)本(ben)较(jiao)高，还(hai)可能对(dui)光(guang)纤造成损伤(shang)；超声(sheng)波清(qing)洗(xi)虽(sui)有(you)效(xiao)，但(dan)需(xu)配合溶液(ye)使(shi)用(yong)，同(tong)样不(bu)符(fu)合(he)我(wo)们的(de)研究(jiu)需(xu)求(qiu)。综(zong)合考(kao)虑，等离(li)子清(qing)洗(xi)方(fang)法(fa)最(zui)为(wei)符合(he)我(wo)们的清洗要(yao)求(qiu)，其能(neng)够(gou)在不引(yin)入(ru)化(hua)学(xue)物质(zhi)的(de)情况(kuang)下(xia)有(you)效(xiao)去除光(guang)纤表(biao)面(mian)的残留物和污染物。我们(men)采(cai)用(yong)CPC-A等(deng)离子(zi)清(qing)洗机，等离(li)子(zi)清(qing)洗(xi)机(ji)由(you)真空腔室、抽真空泵、控(kong)制(zhi)系(xi)统三(san)部(bu)分组成，通(tong)过抽真空(kong)泵将(jiang)真(zhen)空(kong)腔室抽至(zhi)50Pa，随后(hou)通(tong)入氩(ya)气(qi)，待气(qi)压(ya)稳(wen)定至60Pa后开(kai)始进(jin)行等离子(zi)清(qing)洗，等离子(zi)溅射(she)功(gong)率(lv)15W，清洗(xi)时(shi)间(jian)3min。

2.55磁控(kong)溅(jian)射镀膜

使(shi)用MS560B1型镀膜(mo)设(she)备，该(gai)设(she)备(bei)由(you)腔室(shi)、真空(kong)系统、电(dian)源(yuan)系(xi)统、循(xun)环(huan)水冷(leng)系统以(yi)及控制系统组成，在(zai)真(zhen)空腔室(shi)内部，靶材位和(he)样(yang)品架(jia)均(jun)设有精确定(ding)位(wei)，以确(que)保镀膜过(guo)程的(de)准确(que)性和稳定性。真(zhen)空系(xi)统由机械泵(beng)和分(fen)子泵(beng)组成，实现了高效(xiao)的(de)两(liang)级抽(chou)真(zhen)空(kong)机(ji)制(zhi)。在镀(du)膜流(liu)程(cheng)中，首(shou)先利用机械(xie)泵将系统抽(chou)至较(jiao)低真空(kong)，随(sui)后(hou)分(fen)子(zi)泵(beng)将(jiang)系统(tong)抽至(zhi)所需(xu)的高(gao)真(zhen)空(kong)水(shui)平，通(tong)常在(zai)10-4Pa数(shu)量级。接(jie)着(zhe)，通入氩气等(deng)工作气体，当气压稳(wen)定(ding)至预(yu)设(she)水(shui)平(ping)后，通过(guo)控(kong)制系统启(qi)动射频(pin)电源(yuan)，并精(jing)确调节溅射(she)功率(lv)，以(yi)开(kai)始(shi)溅(jian)射镀膜过程。

试验所(suo)用靶材(cai)分(fen)别为(wei)：纯金属(shu)Cr靶(ba)、Al靶(ba)、Ti靶、Ni靶，靶(ba)材(cai)纯度(du)均(jun)为99.99%，尺寸(cun)统一(yi)为Φ50mm×3mm。试(shi)验(yan)所(suo)用光(guang)纤直(zhi)径(jing)约245μm，裸纤直径(jing)约125μm。光纤经去涂(tu)覆(fu)层(ceng)处理(li)、装配夹(jia)具(ju)和(he)等离(li)子(zi)清洗后，将装(zhuang)有光(guang)纤的夹(jia)具(ju)安(an)放于样(yang)品架(jia)，随后(hou)进(jin)入(ru)磁控(kong)溅射(she)镀膜(mo)流(liu)程。在(zai)正(zheng)式沉积金(jin)属涂(tu)层(ceng)前(qian)，系统(tong)需抽真(zhen)空(kong)至(zhi)2×10-4Pa以确保(bao)良好的镀膜环(huan)境，通(tong)入气(qi)体(ti)为(wei)纯度(du)为(wei)99.999%的氩气(qi)，并采(cai)用(yong)室(shi)温沉积(ji)方式。此外(wai)溅射(she)功率、溅射气(qi)压和(he)沉积时(shi)间为试验变量，以探究它们对薄(bao)膜质量和光纤抗(kang)拉性(xing)能的影(ying)响。

2.66微观表征及力学性(xing)能测(ce)试(shi)

采用(yong)型(xing)号为(wei)FESEMSU8000的扫描电子显(xian)微(wei)镜观察光(guang)纤(xian)的金(jin)属(shu)涂层观(guan)察(cha)的微(wei)观(guan)形貌。

通过(guo)紫(zi)外线(xian)固(gu)化(hua)胶水将(jiang)光(guang)纤(xian)两端(duan)粘在(zai)两铁片(pian)平(ping)面上，采用(yong)使(shi)用JX-240单(dan)芯光纤(xian)热(re)剥钳(qian)剥(bo)除(chu)光(guang)纤两(liang)端非金属(shu)化段(duan)涂覆层获得两(liang)段裸光(guang)纤，将裸(luo)光纤段放(fang)置于两(liang)铁片平(ping)面(mian)上，使(shi)用(yong)点(dian)胶机将(jiang)紫外(wai)线(xian)固(gu)化胶水(shui)打(da)在位(wei)于铁片上(shang)裸光(guang)纤(xian)上，使用omnicures1500UV设备将(jiang)胶水(shui)固(gu)化，最(zui)后使(shi)用ZQ-990A型号(hao)万(wan)能(neng)试验(yan)机测(ce)试光纤(xian)的抗拉强(qiang)度(du)。测(ce)试拉伸速(su)度设(she)置为(wei)1.5mm/min，由于(yu)镀层(ceng)为纳(na)米级(ji)，光(guang)纤拉断的(de)截(jie)面面(mian)积统一(yi)为(wei)裸(luo)光(guang)纤截面(mian)积(ji)0.0123mm²。

3、结(jie)果(guo)与讨论

3.1预(yu)处理(li)对光纤(xian)拉(la)力(li)的(de)影(ying)响(xiang)

预处理(li)阶(jie)段(duan)涵盖(gai)了(le)激(ji)光(guang)剥(bo)纤(xian)、光(guang)纤装配(pei)以(yi)及(ji)等(deng)离子清洗等多个(ge)关(guan)键步(bu)骤(zhou)。为(wei)了(le)准确(que)评估磁控溅(jian)射(she)工(gong)艺(yi)对(dui)光纤(xian)抗拉(la)强(qiang)度的影响，并排(pai)除(chu)预处(chu)理(li)可能产(chan)生的(de)干扰(rao)，本(ben)研(yan)究首(shou)先(xian)对(dui)原(yuan)始(shi)光(guang)纤(xian)（仅进行了(le)激(ji)光剥(bo)纤(xian)）和(he)预(yu)处(chu)理(li)后（不(bu)包(bao)括磁控溅射镀膜(mo)过(guo)程）光(guang)纤的抗(kang)拉(la)强(qiang)度进(jin)行了测(ce)试(shi)。在(zai)光纤(xian)拉力测(ce)试过程中，随(sui)着(zhe)拉力(li)荷(he)载逐(zhu)步增(zeng)加，光纤最终只会(hui)呈现两种失效模(mo)式(shi)：拉(la)断(duan)或(huo)拉脱(tuo)。拉断(duan)模(mo)式表(biao)现(xian)为(wei)光纤在裸光(guang)纤段（需(xu)预(yu)处理并后(hou)续进(jin)行金属化(hua)的区(qu)域(yu)）或(huo)粘(zhan)胶(jiao)段（光纤与固(gu)化胶(jiao)的粘(zhan)接(jie)部(bu)位(wei)）发(fa)生断(duan)裂(lie)；拉(la)脱模(mo)式则(ze)表(biao)现(xian)为光(guang)纤在(zai)拉(la)力(li)作用下脱胶而(er)未断裂。光纤若发生拉脱(tuo)，即(ji)认(ren)为(wei)该(gai)金属(shu)化(hua)光纤的抗拉强度(du)已(yi)经(jing)达到(dao)标(biao)准(zhun)。因(yin)为(wei)拉力(li)加大至(zhi)光(guang)纤拉脱(tuo)时(shi)，光(guang)纤(xian)主(zhu)体(ti)仍(reng)保持(chi)完整(zheng)，未发生断(duan)裂，这说(shuo)明其断裂拉力要高(gao)于脱胶拉(la)力(li)。若光纤(xian)在(zai)拉脱(tuo)荷载下未(wei)发(fa)生拉脱，则测(ce)试拉(la)力(li)将(jiang)继(ji)续(xu)增(zeng)大(da)直至光纤正(zheng)常(chang)拉断(duan)。因(yin)此，拉(la)脱(tuo)样(yang)品(pin)的(de)抗(kang)拉(la)强(qiang)度(du)实(shi)际要(yao)高于测(ce)试(shi)值。此(ci)外，拉(la)脱样品(pin)的拉(la)力测(ce)试值基(ji)本大(da)于拉(la)断(duan)样(yang)品(pin)。基于以(yi)上(shang)测试标(biao)准(zhun)及实(shi)验(yan)结果(guo)，我(wo)们将(jiang)拉脱(tuo)样品称为达(da)标(biao)样品，通过对(dui)比原(yuan)始光纤与预处理(li)光(guang)纤的达标率(lv)以及断裂于裸(luo)光(guang)纤段的(de)拉力值，可以(yi)评估预(yu)处(chu)理(li)工(gong)艺对(dui)光纤抗拉强(qiang)度(du)的(de)影(ying)响。如图2所示，我们分(fen)别(bie)对(dui)原(yuan)始(shi)光(guang)纤和(he)预(yu)处(chu)理(li)后的光(guang)纤进(jin)行(xing)了16组系(xi)统的拉(la)力(li)测(ce)试，并详(xiang)细记录(lu)了光纤(xian)在(zai)测试(shi)过程(cheng)中断(duan)裂的(de)模式(shi)及具(ju)体位置(zhi)。图(tu)2(b)和(he)(c)展示(shi)了光(guang)纤(xian)的(de)断裂模(mo)式和位置，原始光(guang)纤(xian)与(yu)预(yu)处(chu)理光纤的(de)达(da)标率存(cun)在一定差(cha)异(yi)。图(tu)2(a)进一(yi)步对断裂于(yu)裸光纤(xian)段的样品的抗(kang)拉强度(du)进(jin)行对(dui)比(bi)分(fen)析，结果显(xian)示(shi)，原始(shi)光纤与(yu)预处理光(guang)纤(xian)的(de)断裂拉(la)力(li)平均值无(wu)显著差(cha)异。综(zong)合(he)分析(xi)上述实验(yan)结果(guo)，我(wo)们可以得出(chu)结论(lun)：预处(chu)理过(guo)程对(dui)光(guang)纤的(de)抗拉(la)强度并未(wei)产生(sheng)显(xian)著影(ying)响(xiang)。

3.2磁控(kong)溅(jian)射对(dui)金属(shu)涂(tu)层(ceng)光纤(xian)拉(la)力的影(ying)响

磁(ci)控溅射沉(chen)积(ji)薄(bao)膜(mo)的(de)原理(li)是通过电子(zi)在(zai)电场的作用下加(jia)速(su)飞(fei)向基片，在(zai)这(zhe)个(ge)机制中与(yu)氩原子(zi)发生(sheng)碰撞，导(dao)致大量(liang)的(de)氩离(li)子(zi)和电子(zi)的(de)电离释(shi)放。电(dian)子持续与(yu)氩(ya)原(yuan)子碰撞，进一(yi)步释放更(geng)多的(de)氩离子和电(dian)子(zi)。随(sui)后(hou)，这些氩(ya)离(li)子(zi)受电场(chang)的(de)作用加(jia)速并轰(hong)击靶(ba)材(cai)，溅(jian)射(she)出(chu)大量的靶材(cai)原(yuan)子(zi)。这(zhe)些(xie)中性的靶(ba)原(yuan)子(zi)（或分(fen)子(zi)）沉积在基片上(shang)，形成(cheng)薄膜。溅射(she)过程即(ji)为(wei)入射离(li)子(zi)通过一(yi)系列(lie)碰(peng)撞(zhuang)进行(xing)能(neng)量和动量(liang)交换(huan)的过(guo)程，在磁(ci)控溅(jian)射沉积(ji)金属(shu)涂(tu)层的过(guo)程(cheng)中，不(bu)同(tong)的工(gong)艺(yi)参(can)数会(hui)直(zhi)接(jie)改(gai)变(bian)氩(ya)离(li)子(zi)以(yi)及(ji)靶原子(zi)的(de)动量，导致靶(ba)原子(zi)到达光纤(xian)表面的能量不(bu)同(tong)，进(jin)而影响(xiang)金(jin)属(shu)涂层(ceng)光纤(xian)的抗拉(la)强度(du)。

1)溅(jian)射功(gong)率(lv)对金(jin)属(shu)化(hua)光纤(xian)拉(la)力的(de)影(ying)响

图3(a)展(zhan)示(shi)了四组不(bu)同溅(jian)射功(gong)率(lv)制(zhi)备(bei)的Cr金(jin)属(shu)涂(tu)层光纤的抗(kang)拉(la)强(qiang)度(du)箱线(xian)图，每组(zu)包含(han)4个(ge)数(shu)据(ju)点(dian)。附(fu)图(tu)所(suo)示为抗(kang)拉(la)强(qiang)度(du)平均线(xian)最近(jin)点的(de)时(shi)间(jian)-拉(la)力(li)曲线，图(tu)中(zhong)可(ke)见曲(qu)线在(zai)某(mou)一(yi)点拉(la)力(li)瞬间(jian)下(xia)降，这(zhe)是由于(yu)光纤(xian)在(zai)此刻发(fa)生了(le)断(duan)裂。此断(duan)裂(lie)现(xian)象(xiang)直接导(dao)致(zhi)了(le)拉(la)力(li)的急(ji)剧(ju)降低，这一(yi)突(tu)变(bian)明确表(biao)明(ming)了光纤的机(ji)械(xie)强(qiang)度(du)已(yi)经(jing)达到了其极限，无(wu)法继(ji)续(xu)承受更(geng)大的拉力。从(cong)图(tu)3(a)中(zhong)可(ke)以(yi)观(guan)察到，在30W溅(jian)射(she)功(gong)率下(xia)制(zhi)备(bei)的(de)金属涂层光纤(xian)表现(xian)出最高(gao)的抗(kang)拉强度(du)，平均(jun)抗(kang)拉强(qiang)度为(wei)575.29MPa。随(sui)着(zhe)溅射(she)功(gong)率(lv)的增(zeng)加，金(jin)属涂层(ceng)光纤的抗拉强度(du)呈现(xian)下(xia)降(jiang)趋(qu)势。值得(de)注(zhu)意的是(shi)，由(you)于30W溅射功率是氩(ya)气(qi)电(dian)离(li)起辉的(de)最(zui)小功(gong)率，因(yin)此无(wu)法探究(jiu)更低(di)功率(lv)下(xia)制(zhi)备(bei)的(de)金(jin)属涂(tu)层(ceng)光纤抗拉强度(du)。溅(jian)射功率(lv)的增加(jia)会(hui)提(ti)高溅射过(guo)程中离(li)子的(de)能(neng)量(liang)和动(dong)量(liang)，从而增加离子(zi)轰击(ji)靶材表(biao)面的能(neng)量(liang)。这使得靶材(cai)原(yuan)子具(ju)有(you)更高的(de)初始动(dong)能(neng)，增(zeng)加了(le)靶(ba)材(cai)原(yuan)子接触(chu)裸光纤表(biao)面的能(neng)量(liang)，从而对光纤造成一定的(de)损伤(shang)。

2)溅射(she)气(qi)压(ya)对金(jin)属(shu)涂层(ceng)光(guang)纤拉力(li)的(de)影响

在(zai)进行(xing)了(le)溅(jian)射(she)功(gong)率(lv)对Cr金属涂(tu)层光(guang)纤抗(kang)拉(la)强度(du)的(de)实(shi)验后，由于30W功(gong)率时(shi)氩(ya)气(qi)电离不(bu)稳定(ding)，后续试(shi)验(yan)均(jun)选择了80W。图(tu)3(b)展(zhan)示(shi)了(le)四(si)组(zu)不(bu)同溅(jian)射气(qi)压(ya)制备(bei)的Cr金(jin)属涂层(ceng)光纤(xian)的抗拉强(qiang)度箱线图，每(mei)组包含4个数(shu)据点。在附(fu)图(tu)中所展示的，于1.8Pa条件(jian)下所(suo)制备的金(jin)属(shu)涂(tu)层光纤的时(shi)间-拉(la)力曲(qu)线，在(zai)高拉(la)力段呈(cheng)现(xian)出(chu)明(ming)显(xian)的(de)波动(dong)特征。这(zhe)可能是由于(yu)紫(zi)外线(xian)固化胶存(cun)在一(yi)定的(de)塑(su)性(xing)形(xing)变或(huo)光纤在(zai)固化(hua)胶中出现微(wei)量滑移导(dao)致的。当(dang)荷载拉力(li)增大(da)至(zhi)一定(ding)值，固化胶(jiao)可能会沿受力方向变(bian)形，拉力(li)值在(zai)短时(shi)间内有所(suo)降低(di)。当(dang)塑性形(xing)变(bian)逐渐(jian)饱(bao)和(he)，荷(he)载拉力会逐渐(jian)增(zeng)大(da)，光(guang)纤(xian)可(ke)能(neng)会被(bei)拉断（如(ru)图(tu)3(b)中(zhong)1.8Pa样品所示(shi)）。其(qi)次(ci)，微(wei)量形(xing)变(bian)了(le)的(de)固化(hua)胶(jiao)也有可(ke)能继(ji)续产生(sheng)新的(de)形变(bian)，拉力时(shi)间(jian)曲(qu)线表(biao)现(xian)为(wei)重(zhong)复抖动(dong)。在高荷(he)载(zai)拉力的(de)情况下(xia)，光纤也(ye)有可(ke)能在(zai)微观上(shang)挣(zheng)脱(tuo)固(gu)化(hua)胶的(de)形变束(shu)缚(fu)，在固(gu)化胶内产生(sheng)微量(liang)的(de)滑(hua)移(yi)，在(zai)拉(la)力时(shi)间(jian)曲线上(shang)表(biao)现(xian)为(wei)高(gao)拉(la)力段的波动(dong)，幅(fu)度或大或小(xiao)。另外(wai)，形变和(he)滑(hua)移状态(tai)也可能(neng)与(yu)点(dian)胶方式及(ji)胶体(ti)与(yu)裸(luo)纤接(jie)触面(mian)积(ji)相关(guan)（人(ren)工误(wu)差）。从(cong)图(tu)3(b)可(ke)以(yi)观(guan)察(cha)到，在(zai)0.6Pa到(dao)1.8Pa范(fan)围(wei)内(nei)，金(jin)属(shu)涂(tu)层(ceng)光纤的(de)抗(kang)拉(la)强(qiang)度(du)与(yu)溅(jian)射(she)气压(ya)呈正相(xiang)关关系(xi)，因为(wei)随(sui)着溅(jian)射气(qi)压的逐步增加，气体(ti)分子的平(ping)均自(zi)由(you)程逐(zhu)渐(jian)缩(suo)短(duan)。溅射气(qi)压(ya)的(de)上(shang)升(sheng)显(xian)著(zhu)提高(gao)了靶(ba)材(cai)原(yuan)子在(zai)飞行至基(ji)体(ti)过(guo)程(cheng)中与(yu)气体(ti)分(fen)子碰(peng)撞的概率。这(zhe)种(zhong)碰(peng)撞导致靶材(cai)原子的能(neng)量损失(shi)，从而减(jian)弱(ruo)了它(ta)们(men)对光(guang)纤(xian)基(ji)体的(de)作用(yong)效果。在(zai)溅(jian)射过程中(zhong)，气(qi)压增(zeng)加会导(dao)致更频(pin)繁的(de)气(qi)体(ti)分(fen)子与溅(jian)射(she)出(chu)来的(de)Cr原子之(zhi)间的碰(peng)撞，从而(er)减小了(le)Cr原子(zi)到(dao)达光(guang)纤表面(mian)的能(neng)量。在1.8Pa下金属涂(tu)层(ceng)光纤(xian)的平均(jun)抗(kang)拉强(qiang)度达(da)到(dao)了(le)808.34MPa，然而(er)当溅射(she)气(qi)压(ya)提(ti)升至(zhi)1.8Pa至(zhi)2.4Pa之间的某个特定临界(jie)值时，更(geng)多的氩(ya)原子(zi)在(zai)溅(jian)射(she)过程中被(bei)电(dian)离成氩(ya)离子(zi)和二次(ci)电(dian)子(zi)。氩离(li)子(zi)以更(geng)高的能(neng)量(liang)飞(fei)向靶材，有效(xiao)溅(jian)射出(chu)靶(ba)材(cai)原子。同(tong)时，这些二次电(dian)子(zi)在飞(fei)向(xiang)基片(pian)的过程中(zhong)，由于磁场的(de)作用(yong)，被(bei)限(xian)制(zhi)在辉(hui)光区(qu)域内运(yun)动。这(zhe)些(xie)电(dian)子与(yu)靶材原子(zi)的碰撞不(bu)会(hui)降低靶材(cai)原(yuan)子(zi)的(de)能量，反(fan)而(er)会(hui)增(zeng)加(jia)。当(dang)由二(er)次电(dian)子贡(gong)献(xian)的(de)能(neng)量增(zeng)量(liang)超(chao)过(guo)气体分(fen)子碰(peng)撞(zhuang)带来(lai)的能量(liang)减小时，靶材(cai)原(yuan)子的(de)能(neng)量(liang)会增(zeng)强(qiang)。这(zhe)种增加(jia)的能(neng)量加剧(ju)了(le)靶(ba)材(cai)原(yuan)子对(dui)光纤(xian)基(ji)体(ti)的(de)损伤(shang)对(dui)光(guang)纤(xian)基体(ti)的质量和(he)性能(neng)产(chan)生更(geng)显(xian)著的影响。

3)沉(chen)积(ji)时(shi)间(jian)对金(jin)属涂层光(guang)纤拉力(li)的影响(xiang)

在(zai)确(que)定(ding)了磁控溅射(she)功率(lv)和气压(ya)后(hou)，对(dui)沉积时间和(he)金(jin)属(shu)涂(tu)层(ceng)厚(hou)度(du)对(dui)金属(shu)涂(tu)层(ceng)光(guang)纤拉(la)力(li)的(de)影响(xiang)进行了(le)研究，图4为三(san)组(zu)不同沉积时(shi)间制(zhi)备的Cr金(jin)属(shu)涂(tu)层光纤的抗(kang)拉(la)强(qiang)度箱(xiang)线(xian)图(tu)，每(mei)组(zu)包(bao)含4个(ge)数据(ju)点，附图展示(shi)了(le)每(mei)个样(yang)品(pin)抗(kang)拉(la)测试(shi)的(de)时间-拉(la)力(li)曲线。可(ke)以看(kan)出(chu)金属涂(tu)层光(guang)纤的抗拉强(qiang)度(du)与(yu)沉(chen)积时(shi)间(jian)成反(fan)比(bi)，在(zai)沉(chen)积时间为5min时(shi)其平均抗(kang)拉(la)强(qiang)度(du)达(da)到(dao)1006.35MPa。首(shou)先，较短的沉(chen)积(ji)时间可能(neng)导(dao)致金(jin)属涂(tu)层(ceng)光纤的(de)金(jin)属(shu)层(ceng)较(jiao)薄，这可能(neng)导(dao)致(zhi)拉(la)伸(shen)时的应(ying)力(li)分(fen)布(bu)更加均匀，从而(er)使(shi)得金(jin)属(shu)涂层光(guang)纤(xian)的抗拉(la)强(qiang)度相(xiang)对(dui)较高(gao)。而较(jiao)长的(de)沉(chen)积时间可(ke)能导(dao)致金属(shu)层(ceng)较厚(hou)，应力(li)分(fen)布(bu)可(ke)能更(geng)不均匀，可(ke)能(neng)出现(xian)局部应力(li)集中(zhong)现象(xiang)，从而降低了金(jin)属(shu)涂(tu)层(ceng)光纤(xian)的抗拉强度(du)。其(qi)次(ci)，在磁控(kong)溅射过程中，金(jin)属(shu)原(yuan)子(zi)在(zai)沉(chen)积(ji)到(dao)光纤表(biao)面时(shi)可(ke)能带(dai)有(you)一定(ding)的(de)动能(neng)，这(zhe)会(hui)在涂覆(fu)层(ceng)内(nei)部产(chan)生(sheng)内(nei)应力。随(sui)着沉积时(shi)间的增加，内(nei)应(ying)力(li)可能(neng)逐渐积累，导致涂(tu)覆层(ceng)在受(shou)到外(wai)力时更容易发生(sheng)破坏(huai)。

3.3金属(shu)涂层(ceng)的(de)微(wei)观形(xing)貌(mao)

图(tu)5为5min沉(chen)积(ji)时(shi)间的(de)Cr金属(shu)涂层光(guang)纤的(de)微观(guan)表(biao)征(zheng)。由(you)图(tu)5(a)和(b)可(ke)以(yi)观(guan)察到(dao)，Cr金属(shu)镀(du)层表(biao)面(mian)光滑(hua)平(ping)整，看不(bu)到(dao)明(ming)显(xian)晶粒(li)或(huo)裂(lie)纹，证明了(le)在此磁(ci)控溅(jian)射工艺下Cr金(jin)属涂(tu)层(ceng)的(de)形(xing)成(cheng)是(shi)均匀(yun)且致(zhi)密的，且(qie)表(biao)面(mian)质(zhi)量(liang)良好(hao)。图5(c)为(wei)Cr金(jin)属(shu)涂层光纤(xian)的(de)截(jie)面图，可(ke)以(yi)观察(cha)到Cr金属(shu)镀层(ceng)与石(shi)英光纤(xian)结合紧密(mi)，镀(du)层厚度为纳米级(ji)。

3.4不(bu)同(tong)金(jin)属涂层(ceng)对(dui)光(guang)纤拉力(li)的影响(xiang)

在研(yan)究磁控(kong)溅射工艺(yi)对(dui)金属(shu)涂层光纤拉力(li)的影(ying)响(xiang)后，我(wo)们(men)通(tong)过相(xiang)同的(de)制(zhi)备(bei)工(gong)艺，通(tong)过磁(ci)控溅(jian)射用(yong)4种金属靶材制(zhi)备了4种(zhong)金(jin)属涂(tu)层(ceng)光纤(xian)，探究(jiu)不同金属材料对金(jin)属涂(tu)层光(guang)纤拉力的影响。图6(a)展示(shi)了这4组金属(shu)涂(tu)层光纤的抗拉强(qiang)度箱(xiang)线(xian)图，其中Al涂层(ceng)光(guang)纤(xian)的抗拉强度(du)最高，平均(jun)抗(kang)拉强度达(da)到(dao)1174.21MPa，而Ti、Ni的(de)平(ping)均抗拉(la)强度都(dou)在770MPa左右。当两(liang)种材(cai)料的弹(dan)性(xing)模量(liang)相近时，它们(men)之(zhi)间的应力(li)传(chuan)递会更加均(jun)匀，减(jian)少了因(yin)材(cai)料性质差异(yi)导(dao)致的(de)应(ying)力(li)集(ji)中现(xian)象。表1列(lie)出(chu)了(le)SiO2和几种金(jin)属的(de)弹性(xing)模量，其(qi)中(zhong)Al和SiO2的弹性模(mo)量(liang)最(zui)为接近，将(jiang)Al作(zuo)为(wei)涂(tu)覆层沉(chen)积在(zai)石英(ying)光纤(xian)上时，应(ying)力(li)在(zai)界面上(shang)的传(chuan)递(di)会更加连(lian)续(xu)和平稳(wen)，减少(shao)了由(you)于(yu)材料(liao)之间的(de)不匹配导致的(de)应(ying)力集中，其他金(jin)属的弹性(xing)模量都(dou)相对(dui)较(jiao)高(gao)，在拉伸(shen)时(shi)容易导致应(ying)力(li)集(ji)中，光纤(xian)更易断裂(lie)。针对Al涂层(ceng)金属(shu)化(hua)光(guang)纤(xian)，我(wo)们做了(le)进一步(bu)的研(yan)究，如图(tu)6(b)所示，我(wo)们分析了(le)不同沉(chen)积(ji)时间(jian)下Al涂(tu)层金属化光纤(xian)的(de)抗拉强(qiang)度(du)性(xing)能(neng)。结(jie)果表明，随(sui)着沉(chen)积(ji)时间(jian)的增(zeng)加，Al金(jin)属化光纤(xian)的(de)抗(kang)拉(la)强(qiang)度(du)逐渐(jian)减(jian)小(xiao)，这(zhe)与其他金(jin)属的(de)演变规律相(xiang)同。但(dan)相比(bi)于其他金属(shu)，Al涂(tu)层所表(biao)现出的抗(kang)拉强(qiang)度依(yi)然(ran)具(ju)有明(ming)显的(de)优势。这进(jin)一(yi)步证(zheng)实了(le)Al涂(tu)层(ceng)确实(shi)可以有效(xiao)地(di)提(ti)高(gao)金(jin)属化光纤(xian)的抗拉(la)强度(du)。

3.4结(jie)论

经过(guo)系统研(yan)究，我(wo)们发现磁(ci)控溅(jian)射(she)工艺(yi)中的(de)参数设定与金(jin)属(shu)材(cai)料的(de)选(xuan)用(yong)对(dui)金属涂(tu)层(ceng)光(guang)纤(xian)的抗拉强度与(yu)性(xing)能具有(you)显(xian)著(zhu)影(ying)响(xiang)。实(shi)验(yan)结(jie)果(guo)表(biao)明，激光剥纤、光纤装配以及(ji)等离(li)子清(qing)洗的(de)预处理对光(guang)纤抗(kang)拉(la)强(qiang)度(du)的(de)影响(xiang)并不(bu)显(xian)著。而在磁(ci)控(kong)溅射(she)过(guo)程中(zhong)，溅(jian)射功(gong)率(lv)、溅(jian)射(she)气(qi)压(ya)以及沉积(ji)时间(jian)均成为(wei)影(ying)响(xiang)抗(kang)拉强度的(de)关(guan)键(jian)因(yin)素。具(ju)体(ti)而(er)言(yan)，当(dang)溅(jian)射(she)功(gong)率(lv)越低时，所制(zhi)备(bei)的(de)金(jin)属(shu)涂层光(guang)纤(xian)展现出(chu)最(zui)高的(de)抗(kang)拉强(qiang)度(du)，随着功率的增(zeng)加，抗(kang)拉(la)强度逐(zhu)渐降(jiang)低(di)。此(ci)外，溅射(she)气(qi)压与抗(kang)拉(la)强(qiang)度呈正相关关(guan)系(xi)，但过高(gao)的(de)气压(ya)将(jiang)导致(zhi)抗(kang)拉强(qiang)度(du)下降(jiang)。沉(chen)积(ji)时间(jian)同样对抗(kang)拉(la)强(qiang)度有(you)显(xian)著影(ying)响，较短的沉积(ji)时(shi)间可能提(ti)高抗拉强(qiang)度，而(er)长时间(jian)沉积(ji)则可能导(dao)致强(qiang)度降低。最后(hou)，不同金(jin)属(shu)材(cai)料对光纤抗(kang)拉(la)强度(du)的(de)影响(xiang)也有(you)所(suo)不同，其(qi)中Al涂层光纤展(zhan)现(xian)出(chu)最(zui)高(gao)的(de)抗拉强(qiang)度。这(zhe)些结论为优化(hua)金属(shu)化(hua)光(guang)纤(xian)的磁控溅(jian)射(she)工艺提供了(le)重(zhong)要依(yi)据(ju)。

参(can)考文献(xian)

[1] 庄园(yuan), 周(zhou)次(ci)明(ming), 范(fan)典. 光纤金(jin)属涂覆(fu)方法(fa)研(yan)究(jiu)综述[J]. 激光与(yu)光(guang)电子(zi)学进展(zhan), 2022, 59(5):0500002.

Zhuang Y, Zhou C M, Fan D. Review of Metal-Coated Methods for Optical Fiber[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2022, 59(5): 0500002.

[2] Albert J, Liu F, Marquez-Cruz V. Hypersensitivity and applications of cladding modes of optical fibers coated with nanoscale metal layers[J]. Sensors, 2018, 18(5): 1518.

[3] 黄博(bo), 汪正坤, 朱(zhu)永(yong), 等(deng). 双(shuang)金(jin)属锥形光纤表(biao)面增强(qiang)拉(la)曼(man)散射探针拉曼(man)增(zeng)强(qiang)特(te)性(xing)[J]. 光(guang)学(xue)学报, 2023, 43(21): 2106003.

Huang B, Wang Z K, Zhu Y, et al. Raman Enhancement Characteristics of Bimetallic Tapered Optical Fiber Surface-Enhanced Raman Scattering Probe[J]. Acta Optica Sinica, 2023, 43(21):2106003.

[4] 张飞(fei)翔(xiang),钟良,廖宴(yan)平.光纤 Bragg 光(guang)栅表(biao)面化(hua)学镀(du)铜(tong)工(gong)艺(yi)及(ji)特(te)性(xing)研究[J].现(xian)代化(hua)工(gong),2014,34(07):96-99.

Zhang F X, Zhong L, Liao Y P, et al. Electroless copper plating process for fiber bragg grating and its characteristics[J]. Modern Chemical Industry, 2014, 34(07): 96-99.

[5] 饶春芳(fang), 张(zhang)华(hua), 冯(feng)艳, 等(deng). 光(guang)纤(xian)布(bu)拉(la)格(ge)光栅金属化保护(hu)中(zhong)的应(ying)力[J]. 激光与光(guang)电子学进展(zhan), 2012, 49(6): 060601.

Rao C F, Zhang H, Feng Y, et al. Stress in Metal Coating Fiber Bragg Grating[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2012, 49(6): 060601.

[6] Li C , Liu M , Song H ,et al. Study of temperature sensing performance of bimetallic layer MFBG[J]. Sensors and Actuators, A. Physical, 2023:359.

[7] 姚 文 历(li) , 管(guan) 从(cong) 胜(sheng) , 王 静(jing) , 等 . 光 纤 光(guang) 栅(zha) 金(jin) 属 化 工(gong) 艺(yi) 及 特(te) 性(xing) 研 究(jiu) [J]. 光 电(dian) 技 术(shu) 应(ying)用(yong),2012,27(06):46-50+54.

Yao W L, Guan C S, Wang J, et al. Research on Surface Metallization of Optical Fiber Grating and Characteristic[J]. Electro-Optic Technology Application,2012,27(06):46-50+54.

[8] Rostami A, Soleimani H, Samavati Z, et al. Real-time monitoring of urea slow release through fiber Bragg grating sensors[J]. Measurement, 2023, 221: 113464.

[9] Wang Y L , Tu Y , Tu S T .Development of Highly-Sensitive and Reliable Fiber Bragg Grating Temperature Sensors with Gradient Metallic Coatings for Cryogenic Temperature Applications[J].IEEE Sensors Journal, 2020, PP(99):1-1.

[10] 曾丽珍, 欧泽涛(tao), 杨(yang)宏(hong)艳, 等. 石(shi)墨(mo)烯-金属纳米(mi)线(xian)阵列增敏(min)等离子体光纤(xian)传(chuan)感(gan)器(qi)[J]. 光学学报(bao), 2022, 42(19): 1906002.

Zeng L Z, Ou Z T, Yang H Y, et al. Sensitivity Improvement of Plasmonic Optical Fiber Sensors with Graphene-Metal Nanowire Array[J]. Acta Optica Sinica, 2022, 42(19): 1906002.

[11] 陈(chen)思(si), 武(wu)京(jing)治, 王艳(yan)红(hong), 吴倩楠(nan). 基于 Au-TiO2 涂(tu)层凹(ao)槽(cao)的 D 形光(guang)子晶(jing)体(ti)光纤的(de)等(deng)离激元(yuan)红(hong)外传(chuan)感器(qi)设(she)计(ji)[J]. 激(ji)光与(yu)光电(dian)子(zi)学(xue)进(jin)展(zhan), 2023, 60(7): 0706006.

Chen S, Wu J Z, Wang Y H, et al. Design of Plasmonic Infrared Sensor Based on D-Shaped Photonic Crystal Fiber with Au-TiO2 Coating Grooves[J]. Laser & Optoelectronics Progress,2023, 60(7): 0706006.

[12] 朱(zhu)月(yue)红(hong), 文继华(hua) . 光纤光栅表面(mian)化学(xue)镀镍(nie)及影(ying)响(xiang)镀(du)层(ceng)性(xing)能的(de)因(yin)素(su)[J]. 表(biao)面(mian)技术(shu), 2018,47(7): 241-245.

Zhu Y H, Wen J H. Electroless nickel plating of fiber Bragg gratings and influence factors of coating properties[J]. Surface Technology, 2018, 47(7): 241-245.

[13] Miller M N. Selective fiber metallization: US6355301[P]. 2002-03-12.

[14] 宋启(qi)良,胡(hu)振峰(feng),梁(liang)秀(xiu)兵,等(deng).无(wu)损(sun)石(shi)英(ying)光纤表面(mian) Ni-P 镀层的(de)制(zhi)备(bei)及(ji)性(xing)能[J].中(zhong)国表面工(gong)程,2019,32(06):90-97.

Song Q L, Hu Z F, Liang X B, et al. Preparation and Properties of Ni-P Coating on Quartz Fiber Surface[J]. China Surface Engineering,2019,32(06):90-97.

[15] 赵劲凯,汪(wang)洪,贾(jia)金升等.涂(tu)覆温(wen)度对(dui)镀(du)锌石(shi)英(ying)光(guang)纤在线(xian)制(zhi)备及抗拉(la)性(xing)能的影响[J].硅酸盐通(tong)报,2023,42(08):2976-2984.

Zhao J K, Wang H, Jia J S, et al. Research Progress on Preparation Method and Property of Metal Coated Optical Fibers[J]. Bulletin of the Chinese Ceramic Society, 2023,42(08):2976-2984.

[16] 杨珂,李(li)玉龙,李(li)学(xue)文(wen).镀镍光(guang)纤(xian)抗拉(la)强度(du)及其(qi)影(ying)响因(yin)素(su)[J].激(ji)光与红外,2018,48(06):769-774.

Yang K, Li Y L, Li X W. Tensile strength and its influencing factors of the Ni-coated optic fiber[J]. Laser and Infrared, 2018,48(06):769-774.

[17] Inada K, Shiota T. Metal coated fibers[C]. Optical fiber characteristics and standards. SPIE,1986, 584: 99-106.

[18] Abermann R. Measurements of the intrinsic stress in thin metal films[J]. Vacuum, 1990, 41(4-6): 1279-1282.

[19] 刘(liu)明(ming)智,梁(liang)康,熊巍,等.沉(chen)积(ji)参数对(dui)磁控溅射镀金(jin)膜(mo)膜(mo)层(ceng)残(can)余应(ying)力(li)与微(wei)观形貌的影响[J].导航(hang)与(yu)控制(zhi),2020,19(06):98-104+73.

Liu M Z, Liang K, Xiong W, et al. Effect of De position Parameters on Residual Stress and Microstructure in Magnetron Sputtering Au Thin Films[J]. Navigation and Control,2020,19(06):98-104+73.

[20] 周 彤 , 李 鹏 , 曹 宏 利(li) , 等 . 某(mou) 石(shi) 英(ying) 器(qi) 件(jian) 内(nei) 部(bu) 封(feng) 闭 孔(kong) 道(dao) 的 等 离 子(zi) 清(qing) 洗(xi) 技 术(shu) [J]. 真空(kong),2023,60(05):51-54.

Zhou T, Li P, Cao H L, et al. Plasma Cleaning Technology of Closed Channel Inside a Quartz Device[J]. Vacuum, 2023,60(05):51-54.

相(xiang)关(guan)链(lian)接