由地球表面的石英砂提纯制成的石英玻璃光纤，自1960年代发明以来，由于传输损耗极低、结构灵活、机械强度高、物理化学性质稳定，已经被广泛应用于光通信、传感、医疗、工业技术及科学研究等领域。作为传输光信号和能量的载体，常规光纤的直径为125微米，和一根头发粗细差不多，能够自由弯曲，因此可以灵活应用于线缆、铁轨、管道、机翼、电路板、机箱等各种场合，而不需要增加额外的空间。然而，常规光纤虽然已经很细，但是和光的波长（通常为1微米量级）相比仍然很大。根据经典光学原理，光在介质中的约束程度，最小可以达到衍射极限（即光在介质中的波长的量级）。因此，光纤直径还有大幅度减小的余地。另一方面，近年来纳米技术的快速发展，对微纳尺度上光的自由操控提出了越来越高的要求。比如，我们可以在一架飞机上安装光纤来监测飞行过程中的机翼形变，但是如果把飞机缩小到一只蜜蜂或微型飞行器的大小，标准光纤尺寸显然太大，安装后将使被测对象无法飞行。因此，如果能将光纤直径大幅度减小，将有可能在微纳尺度上起到与标准光纤类似的光传输、传感等功能，拓展光纤技术的应用范围。而当直径降低到波长量级或衍射极限时，光纤将会显示出不同于标准光纤的新颖传输特性，有希望开拓光纤技术新的研究和应用前沿。微纳光纤制备与特性2003年，我们与国外研究组合作，首次制作了直径小于光波长、长度数十毫米的低损耗微纳光纤[1]。这些光纤的直径最小可达100纳米量级，比头发细100~1000倍，且导光性能好、可自由弯曲，引起了国内外很多研究人员的兴趣。微纳光纤通常使用火焰或电加热、机械拉伸标准光纤制备而成，由于使用了计算机反馈控制，所拉制的微纳光纤的直径均匀度很高，直径可以在几百纳米到几微米之间选择。通常，标准光纤具有直径为10微米左右的纤芯和125微米的包层结构，纤芯折射率略高于包层，使得传童利民：教授，浙江大学光电科学与工程学院，现代光学仪器国家重点实验室，杭州310027。phytong@zju.edu.cnTongLimin:Professor,CollegeofOpticalScienceandEngineering,StateKeyLaboratoryofModernOpticalInstrumentation,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027.微纳光纤及其应用探索童利民微纳光纤是一种直径接近或小于传输光波长的光纤，具有直径均匀、表面光滑、传输损耗低、机械强度高、光场约束强、倏逝场比例高等优点，在光学近场耦合、传感、原子光学、非线性光学、光力操控及新材料探索等领域具有重要的应用前景。微纳光纤及其...
