微纳|“弯”冰制光纤( 二 )


为此,研究团队研制了一套结合低温微纳操控的原位显微拉曼光谱测量系统,通过弹性弯曲冰微纳光纤并原位实时测量最大应变区域的拉曼光谱,发现应变超过3%时就可以出现冰从Ih相(常压相)转变为II相(高压相之一)的特征拉曼峰 。
同时,弹性弯曲还可以为冰施加超过一万个大气压的负压,这是目前其他实验方法难以做到的 。因此,上述弹性弯曲技术为冰的相变动力学研究提供了一种新的实验方法 。
此外,材料对光场的响应特性取决于其组成元素、分子结构及其排列方式 。研究团队预测,由水分子规则排列而成的冰单晶微纳光纤,在光的操控方面具有潜在优势 。为了测试其光学特性,团队利用此前发明的近场耦合输入技术,在可见光波段实现了冰微纳光纤的宽带光传输,传输损耗低至0.2dB/cm,与目前高质量平面波导相当 。这种光操控能力为微纳光纤用于低温光学导波与传感提供了新的技术可能 。
由于理想冰单晶在可见光波段具有极低的吸收和散射特性,进一步优化制备和测试条件,有可能在冰微纳光纤实现超低损耗光传输 。
【微纳|“弯”冰制光纤】童利民相信,该项研究结果将拓展人们对冰的认知边界,激发人们开展冰基光纤在光传输、光传感、冰物理学等方面的研究,发展适用于特殊环境的微纳尺度冰基技术 。

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