×
13.02.2019
219.016.b951

СПОСОБ ЗАКРЫТИЯ КАПИЛЛЯРОВ ФОТОННО-КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ВОЛНОВОДОВ С ПОЛОЙ СЕРДЦЕВИНОЙ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к фотонно-кристаллическим волноводам с большим периодом решётки с селективно закрытыми капиллярами внешних оболочек и открытой полой сердцевиной. Способ закрытия капилляров фотонно-кристаллического волновода с полой сердцевиной заключаюется в заполнении капилляров на торцевой поверхности волновода светоотверждаемым клеевым составом и отверждении клеевого состава под воздействием ультрафиолетового излучения. Заполнение капилляров осуществляют с помощью шаблона, выполненного в форме кольца из оптически прозрачного материала. Внешний диаметр кольца шаблона соответствует внешнему диаметру торцевой поверхности волновода. Внутренний диаметр кольца шаблона соответствует внешнему диаметру полой сердцевины. Клеевой состав наносят на шаблон. Шаблон фиксируют на торцевой поверхности волновода под давлением, не допускающим физического разрушения волновода. При воздействии ультрафиолетового излучения осуществляют вращение волновода в вертикальной плоскости в течение времени, необходимого для полного отверждения клеевого состава. Снятие шаблона осуществляют после полного отверждения клеевого состава. Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в упрощении процедуры закрытия капилляров на торцевой поверхности фотонно-кристаллических волноводов, в сокращении времени обработки образцов, повышении процента выхода качественных образцов и в обеспечении устойчивости образцов при дальнейшей модификации. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области микро- и нанотехнологий и может быть использовано для получения образцов фотонно-кристаллических волноводов с полой сердцевиной, в частности фотонно-кристаллических волноводов с большим периодом решётки (ФКВ БПР) с селективно закрытыми капиллярами внешних оболочек и открытой полой сердцевиной, в частности - для изготовления конструктивных элементов сенсоров с возможностью последующей модификации полой сердцевины с помощью полимеров, белков, нано- и микрочастиц.

Известен способ селективной запайки внешних оболочек фотонно-кристаллического волновода с полой сердцевиной (см. патент РФ № 2617650, МПК С03В23/18, опуб. 25.04.2017), включающий нагрев вращающегося образца волновода, при этом вращение образца осуществляют вокруг горизонтальной оси с угловой скоростью от 1 до 800 об-1, образец нагревают до температуры, не более чем на 70°С превышающей температуру начала размягчения материала образца, нагрев осуществляют в течение не более 4 с, после чего образец охлаждают направленным газовым потоком.

Однако, применение данного способа к ФКВ БПР, которые характеризуются большим, до нескольких миллиметров, диаметром, связано с трудностью выбора режима обработки, который обеспечивает необходимую равномерность распределения размягчённого микрообъёма стекла на торце волновода. и не обеспечивает сохранения первоначального диаметра полой сердцевины ФКВ БПР.

Известен также способ селективной запайки внешних оболочек фотонно-кристаллического волновода с полой сердцевиной (см. патент РФ № 2629133, МПК G02В6/255, опуб. 24.08.2017), включающий нагрев узконаправленным источником теплового воздействия, при этом осуществляют вращение узконаправленного источника теплового воздействия вокруг оси волновода с угловой скоростью от 1 до 500 об-1, образец нагревают до температуры, не более чем на 80°С превышающей температуру начала размягчения материала образца, нагрев осуществляют в течение не более 4 секунд, после чего образец охлаждают направленным газовым потоком.

Однако, использование данного способа для ФКВ БПР, которые характеризуются относительно большим, до нескольких миллиметров, внешним диаметром и применение в данном способе вращающегося узконаправленного источника теплового воздействия не позволяет получать необходимую равномерность нагрева стекла и не обеспечивает необходимое качество закрытия капилляров внешних оболочек ФКВ БПР.

Наиболее близким к заявляемому является способ закрытия капилляров внешних оболочек фотонно-кристаллических волноводов (см. Selective filling оf photonic crystal fibres Kristian Nielsen, Danny Noordegraaf, Thorkild Sørensen, Anders Bjarklev and Theis P Hansen, Journal of Optics A: Pure and Applied Optics. – 2005. - Volume 7. - Number 8.- pp. L13-L20), заключающийся в заполнении полостей волокна водой, впрыскивании внутрь полостей клея, отверждение клея под воздействием ультрафиолетового излучения (УФ), разламывании волокна на уровне, меньшим уровня отверждённого клея в полой сердцевине волокна. Так как уровень проникновения клея в полую сердцевину волокна под действием капиллярных сил является большим, чем соответствующий уровень проникновения клея в отверстия внешних оболочек вследствие их значительно меньшего диаметра, то результатом первой стадии данного способа является преимущественное заполнение отверждённым клеевым составом полой сердцевины волокна. На второй стадии происходит заполнение отверстий внешних оболочек волокна УФ отверждаемым клеем до уровня выше, чем уровень блокирующего отверждённого клея в полой сердцевине волокна. После этого проводится УФ отверждения клея впрыснутого во внешние оболочки волокна. На третьей стадии проводят раскалывание волокна по уровню, находящемуся между уровнем УФ отверждённого клея в отверстиях внешних оболочек волокна и полого центрального канала. После этого волокно готово к заполнению исключительно полого центрального канала жидкостями или газами.

Недостатком способа является необходимость проведения как минимум трёх длительных по времени и технически сложных операций, связанных с заполнением волновода клеевым составом и последующего контролируемого разламывания волновода на необходимом уровне, что вызывает значительное увеличение времени обработки.

Технической проблемой заявляемого изобретения является обеспечение минимального нарушения оптических характеристик фотонно-кристаллического волновода с полой сердцевиной с большим периодом решётки за счёт получения качественных и однородных капилляров внешних оболочек.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в упрощении процедуры закрытия капилляров внешних оболочек на торцевой поверхности ФКВ с БПР, сокращении времени, повышении процента выхода качественных образцов и обеспечении устойчивости образцов при дальнейшей их модификации.

Техническая проблема заявляемого изобретения решается тем, что в способе закрытия капилляров фотонно-кристаллического волновода с полой сердцевиной, заключающемся в заполнении капилляров на торцевой поверхности волновода светоотверждаемым клеевым составом, отверждении клеевого состава под воздействием ультрафиолетового излучения, согласно изобретению, заполнение капилляров осуществляют с помощью шаблона, выполненного в форме кольца из оптически прозрачного материала с внешним диаметром, соответствующим внешнему диаметру торцевой поверхности волновода и внутренним диаметром, соответствующим внешнему диаметру полой сердцевины, при этом клеевой состав наносят на шаблон, который фиксируют на торцевой поверхности волновода под давлением, не допускающим физического разрушения волновода, затем при воздействии ультрафиолетового излучения осуществляют вращение волновода в вертикальной плоскости в течение времени, необходимого для полного отверждения клеевого состава, а снятие шаблона осуществляют после полного отверждения клеевого состава.

В качестве оптически прозрачного материала шаблона может быть использовано либо кварцевое стекло, либо оптически прозрачные плёнки. Давление, при котором фиксируют шаблон, выбирают из интервала от 0.1 до 100 Мпа. Вращение волновода осуществляют со скоростью от 5 до 300 об/мин.

В известных авторам источниках патентной и научно-технической информации не описано способа закрытия капилляров фотонно-криталлических волноводов с полой сердцевиной, в том числе с большим периодом решётки, позволяющего просто и быстро осуществлять качественное закрытие капилляров, обеспечивая при этом минимальные нарушения оптических характеристик волновода за счёт использования специального шаблона с нанесённым на его поверхность светоотверждаемым клеевым составом. При этом, используют шаблон, выполненный в форме кольца с внешним диаметром, соответствующим внешнему диаметру торцевой поверхности волновода и внутренним диаметром, соответствующим внешнему диаметру полой сердцевины. Шаблон выполняют из оптически прозрачного материала, в частности он может быть выполнен из кварцевого стекла или плёночного материала.

Сказанное позволяет сделать вывод о наличии в заявляемом изобретении критерия «изобретательский уровень».

Изобретение иллюстрируется чертежом, где представлен поперечный разрез ФКВ с БПР.

Структуру ФКВ с БПР можно представить в виде ампулы микрообъёма с изолированными друг от друга отдельными микроампулами круглого или любого другого сечения (см. ил.). При этом, внешний диаметр данного типа микроструктурного оптического волновода может достигать размера в несколько миллиметров, а минимальный диаметр капилляров внешних оболочек волновода имеет размер не менее 25 микрометров, что позволяет использовать для реализации предложенного способа стандартные позиционирующие и визуализирующие устройства. При разработке на основе ФКВ БПР конструктивных элементов сенсоров, в которых внутренняя поверхность используемого волновода должна быть покрыта различными активными группами, а также любыми органическими и неорганическими веществами для ковалентного и нековалентного связывания целевых для определения молекул, важной является решение проблемы селективного закрытия капилляров внешних оболочек на торцевой поверхности волновода.

Способ осуществляется следующим образом.

Для получения образцов ФКВ БПР, с селективно закрытыми капиллярами внешних оболочек на торцевой поверхности волновода используют шаблон из оптически прозрачного плёночного материала, который представляет собой кольцо с внешним диаметром, соответствующим внешнему диаметру торцевой поверхности волновода и внутренним диаметром, соответствующим внешнему диаметру полой сердцевины, при этом шаблон предварительно фиксируют на горизонтальной поверхности в устройстве, например, на основе оптической 3D микро подвижки, позволяющим осуществлять его прецизионное совмещение с образцом ФКВ БПР. На шаблон наносят светоотверждаемый клеевой состав, например, LOCA UV Glue.

Образец подводят к шаблону с необходимым давлением (от 0.1 до 100 Мпа), не допускающим физического разрушения ФКВ БПР.

Шаблон фиксируют на торцевой поверхности образца ФКВ БПР под действием клеевого состава, после чего образец отводят от поверхности предварительной фиксации шаблона и происходит застывание светоотверждаемого клеевого состава под воздействием источника света и при вращении образца со скоростью от 1 до 500 оборотов в минуту. После отверждения клеевого состава шаблон механически удаляют с торцевой поверхности ФКВ БПР.

При этом, для каждого типа волновода выбирают индивидуальные размеры используемого шаблона и тип светоотверждаемого клеевого состава, обеспечивающие необходимую прочность материала шаблона и вязкость светоотверждаемого клеевого состава, обеспечивающую минимально необходимую глубину проникновения светоотверждаемого клеевого состава внутрь капилляров внешних оболочек ФКВ БПР.

Селективное закрытие капилляров внешних оболочек на торцевой поверхности образца ФКВ БПР достигается за счёт проникновения светоотверждаемого клеевого состава с поверхности шаблона на торцевой поверхности образца ФКВ БПР, при этом шаблон не допускает проникновения клеевого состава в центральный канал ФКВ БПР.

Пример 1.

Для получения ФКВ БПР, изготовленного из кварцевого стекла с селективно закрытыми на торцевой поверхности капиллярами внешних оболочек с помощью светоотверждаемого клеевого состава, с внешним диаметром ФКВ БПР 560 мкм, диаметром центральной полости 240 мкм и диаметрами капилляров внешних оболочек 90,45,25 и 10 микрометров образец подвергают следующей обработке.

1. Очистка торцевой поверхности волновода с помощью продувки аргоном, придание ей ортогональной по отношению к длине волновода поверхности, и заполнение капилляров внешних оболочек на торцевой поверхности волновода светоотверждаемым клеевым составом LOCA UV Glue.

2. Клеевой состав вводят в капилляры внешних оболочек ФКВ БПР с поверхности шаблона в виде кольца с внешним диаметром 560 мкм и внутренним диаметром 240 мкм. Нанесение шаблона на торцевую поверхность ФКВ БПР проводят под давлением , не более 0,8 Мпа в устройстве на основе оптической ЗD микро подвижки, позволяющим осуществлять прецизионное позиционирование образца относительно шаблона с нанесённым светоотверждаемым клеевым составом и вращение образца МОВ БПР со скоростью 60 оборотов в минуту до момента полного затвердевания светоотверждаемого клеевого состава под воздействием источника УФ излучения, после чего проводят механическое снятие шаблона с торцевой поверхности ФКВ БПР.

Полученные спектры пропускания для образцов ФКВ БПР с селективно закрытыми капиллярами внешних оболочек, полученные описанным способом, полностью идентичны спектрам пропускания исходных ФКВ БПР, что свидетельствует о полном сохранении оптических характеристик ФКВ БПР. Процент выхода качественных образцов составил не менее 90%, время на обработку одного образца составило в среднем 12 минут, что более чем в пять раза лучше, чем показатели при проведении селективного закрытия капилляров внешних оболочек ФКВ БПР по методу прототипа.


СПОСОБ ЗАКРЫТИЯ КАПИЛЛЯРОВ ФОТОННО-КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ВОЛНОВОДОВ С ПОЛОЙ СЕРДЦЕВИНОЙ
СПОСОБ ЗАКРЫТИЯ КАПИЛЛЯРОВ ФОТОННО-КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ВОЛНОВОДОВ С ПОЛОЙ СЕРДЦЕВИНОЙ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 90.
27.08.2016
№216.015.4d69

Способ прогнозирования эффективности речевого воздействия фрагментов дискурса на разных языках

Изобретение относится к средствам для прогнозирования эффективности речевого воздействия фрагментов дискурса на разных языках. Технический результат заключается в прогнозировании эффективности речевого воздействия (ЭРВ) фрагмента дискурса на разных языках. Отбирают параметры, которые могут...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595616
Дата охранного документа: 27.08.2016
20.08.2016
№216.015.4e3f

Способ выбора изображений для идентификации оружия по следу бойка

Изобретение относится к области идентификации огнестрельного оружия по следам бойка с индивидуальным признаком в виде пятна произвольной формы путем обработки цифровых изображений следов бойков и последующего их анализа. Исследуемую гильзу сканируют с получением исходного цифрового изображения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595181
Дата охранного документа: 20.08.2016
27.08.2016
№216.015.50ff

Способ лечения косоглазия

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и предназначено для лечения косоглазия. Пациента просят следить за объектом, колеблющимся с постоянной частотой, выбранной из диапазона от 0,2 до 0,5 Гц, в начале и в конце упражнений в течение 10-40 с, в зависимости от выбранной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595793
Дата охранного документа: 27.08.2016
13.01.2017
№217.015.8620

Оптоакустический объектив

Изобретение относится к области спектроскопии конденсированных сред и фотоакустического анализа материалов. Оптоакустический объектив содержит звукопровод с кольцевым пьезоэлектрическим преобразователем на одном его торце, акустической линзой на другом его торце и сквозным цилиндрическим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603819
Дата охранного документа: 27.11.2016
25.08.2017
№217.015.9719

Многодиапазонная радиочастотная идентификационная метка на поверхностных акустических волнах

Изобретение относится к пьезоэлектрическим приборам, в частности к пассивным меткам на поверхностных акустических волнах для систем радиочастотной идентификации. Технический результат: предотвращение искажения кодового сигнала, генерируемого меткой, и снижение потерь сигнала за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002609012
Дата охранного документа: 30.01.2017
25.08.2017
№217.015.99bb

Способ определения массовой доли диэтилендисульфида основного вещества в образце методом автоматического потенциометрического титрования

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к определению содержания массовой доли основного вещества в образце состава диэтилендисульфида. Для этого проводят количественный анализ образца диэтилендисульфида методом автоматического потенциометрического титрования. Определение основано...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002609830
Дата охранного документа: 06.02.2017
25.08.2017
№217.015.9c5d

Способ измерения скорости течения крови

Изобретение относится к измерительной технике и касается способа измерения скорости течения жидкости с рассеивающими свет частицами. Способ включает в себя освещение потока жидкости одновременно двумя пучками лазерного излучения и определение спектра мощности P(f) отраженного сигнала. Затем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610559
Дата охранного документа: 13.02.2017
25.08.2017
№217.015.a6c4

Двухканальный дифракционный фазовый микроскоп

Изобретение относится к области фазовой микроскопии и касается дифракционного фазового микроскопа. Микроскоп включает в себя два источника света с разными длинами волн, микрообъектив, тубусную линзу, дифракционную решетку на пропускание, первую и вторую линзы дифракционного фазового модуля,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608012
Дата охранного документа: 11.01.2017
25.08.2017
№217.015.a9c6

Способ модификации поверхности наночастиц оксида кремния с включенными квантовыми точками

Настоящее изобретение относится к нанотехнологиям и может быть использовано для получения стабильных водных растворов полупроводниковых квантовых точек, покрытых оболочками оксида кремния, модифицированных активной группой для биоконъюгирования и стабилизированных полиоксиэтиленом. Описан...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611541
Дата охранного документа: 28.02.2017
25.08.2017
№217.015.a9c9

Способ получения композитного материала на подложке

Изобретение относится к полимерной химии. Выбирают металлические частицы двух разных размеров. Измельчают полимер до меньшего размера частиц металла. Раздельно перемешивают крупные и мелкие частицы металла с частицами полимера с образованием двух фракций порошков. Производят нагрев частиц...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611540
Дата охранного документа: 28.02.2017
Показаны записи 1-10 из 20.
10.06.2013
№216.012.4868

Способ повышения стабильности водного раствора квантовых точек - наночастиц селенида кадмия, покрытых меркаптокислотами

Изобретение относится к аналитической химии. Водный раствор квантовых точек на основе селенида кадмия, покрытых меркаптокислотой, стабилизируют, вводя сульфит натрия до его концентрации в растворе 0,02-0,2 моль/л. Технический результат - повышение стабильности водного раствора квантовых точек...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484116
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.02.2014
№216.012.9fae

Способ определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях и тест-система

Группа изобретений относится к области биотехнологии и может быть использована для определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях. Способ осуществляют путем проведения в колонке тест-системы иммуноферментного анализа, включающего размещение в колонке...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506586
Дата охранного документа: 10.02.2014
27.02.2014
№216.012.a756

Способ определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях и тест-система

Группа изобретений относится к области биотехнологии и может быть использована для повышения эффективности и достоверности определения уровня токсикантов в различных средах путем проведения твердофазного иммуноферментного анализа. Способ, осуществляемый путем проводимого в колонке тест-системы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508553
Дата охранного документа: 27.02.2014
20.10.2014
№216.012.fef7

Фотонно-кристаллический волновод для селективного пропускания оптического излучения

Изобретение относится к волоконной оптике. Фотонно-кристаллический волновод гексагональной формы содержит оболочку и полую сердцевину, в которую введен мультислой капилляров. Период и диаметр каналов мультислоя капилляров, близкими или много меньшими длины волны излучения требуемого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531127
Дата охранного документа: 20.10.2014
10.01.2015
№216.013.1c6f

Способ определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях и тест-система

Группа изобретений относится к области биотехнологии. Более подробно группа изобретений относится к способу определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях и тест-системе. Группа изобретений основана на том, что в колонке тест-системы размещают носитель в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538707
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.04.2015
№216.013.3ed9

Способ определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях и тест-система

Изобретение относится к области биотехнологии и может быть использовано для повышения эффективности и достоверности определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях путем проведения твердофазного иммуноферментного анализа. Способ определения уровня...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547577
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3eed

Многоканальный наконечник для экстракции нуклеиновых кислот, белков и пептидов

Группа изобретений относится к многоканальным устройствам, модифицированным нанослоями анилинсодержащих полимеров. Предложен многоканальный наконечник для выделения нуклеиновых кислот, белков, пептидов и способ изготовления многоканального элемента, входящего в состав многоканального...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547597
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.06.2015
№216.013.524d

Фотонно-кристаллическое халькогенидное волокно и способ его изготовления

Изобретение относится к волоконной оптике. Фотонно-кристаллическое халькогенидное волокно состоит из центрального волноведущего стержня из халькогенидного стекла, микроструктурной волноведущей оболочки из чередующихся слоев халькогенидного стекла и воздушных зазоров и второй защитной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552590
Дата охранного документа: 10.06.2015
27.07.2015
№216.013.67eb

Металлодиэлектрическая структура и способ ее изготовления

Металл-диэлектрическая структура и способ ее изготовления относятся к электронной промышленности и электротехнике и может найти применение как в современных энергосберегающих системах, так и в компонентах, которые являются неотъемлемой частью современных процессоров, в частности для создания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558156
Дата охранного документа: 27.07.2015
10.12.2015
№216.013.992a

Способ выделения и очистки квантовых точек, заключенных в оболочки оксида кремния

Использование: для получения стабильных водных растворов полупроводниковых квантовых точек (КТ), покрытых оболочками оксида кремния, полученных на основе кремнийорганических соединений различного строения. Сущность изобретения заключается в том, что способ выделения и очистки квантовых точек,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570830
Дата охранного документа: 10.12.2015
+ добавить свой РИД