光子學（Photonics）是研究作為信息和能量載體的光子的行為及其應用的學科,，是科學研究的一個主要分支,，在 21 世紀的技術進步中發(fā)揮著重要作用。光子學是寬帶有線和無線網(wǎng)絡的基礎技術,，也已廣泛應用于傳感,、能源、納米技術,、成像,、先進制造和生物醫(yī)學等。

香港理工大學（PolyU）的光電子研究中心（Photonics Research Institute,，簡稱 PRI）,，在探索光子技術在光通信、傳感,、能源,、成像和其他生物醫(yī)學應用方面有著悠久的研究歷史，與工業(yè)界廣泛合作,，帶來了眾多研究突破,。

在該領域的研究中，對材料進行微觀結構觀測是一項必要的表征手段,。早在 2010 年,，香港理工大學的光電子研究中心，便選擇了飛納掃描電鏡來滿足他們的微觀檢測需求,，并且將掃描電鏡成像結果與其他分析技術相結合,，以進一步研究材料的行為和性能,，從而推動光子學領域的發(fā)展。13 年過去了,，這臺第一代 Phenom Pro G1 仍在正常服役,，繼續(xù)幫助課題組的老師和學生們進行高效率的微觀測試。

今天我們有幸采訪到光電子研究中心的崔靜嫻老師,，談一談飛納電鏡對于她們課題組的幫助以及對于飛納電鏡的評價,。

Phenom：崔老師,，目前您課題組的主要研究方向是什么,？可以應用在哪些領域呢？

崔老師：我們課題組主要研究不同材料的光纖的制備以及應用,，包括石英和塑料光纖,。主要應用包括光纖光學傳感器、生物醫(yī)療以及機械系統(tǒng)的健康監(jiān)測等,。

Phenom：使用飛納電鏡幫助課題組解決了什么問題,？

崔老師：我們使用飛納電鏡的主要是檢查光纖端面。由于光纖的結構,，尺寸會極大地影響光纖性能,，在制備過程中實時觀測端面結構，對光纖的制備有正反饋的作用,。

Phenom：Phenom Pro G1 是飛納電鏡的第一代產(chǎn)品,，從 2010 年開始，目前已經(jīng)服役了 13 年,。從您這么多年的使用體驗上來說,，您如何評價飛納電鏡？

崔老師：飛納電鏡系統(tǒng)體積小,，且響應速度快,，通常樣品準備好后，十幾秒就能進行觀測,。系統(tǒng)穩(wěn)定,，抗干擾，對實驗環(huán)境要求不苛刻,。因為我們的樣品通常在微米級別,，G1 的分辨率就可以滿足需求，為我們?nèi)粘５难芯刻峁┖艽蟮膸椭?/p>

已經(jīng)服役 13 年的 Phenom Pro G1,，目前還在正常使用

目前,，在課題組的眾多研究成果中，可以經(jīng)?？吹斤w納電鏡的身影,。

1. 一種高雙折射懸式芯光纖的制備,、表征和傳感應用

發(fā)表期刊：JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY

DOI: 10.1109/JLT.2014.2319818

本文作者使用“堆疊拉伸法"，即采用兩種不同大小的毛細管進行堆疊,，利用小的尺寸偏差以及中心的大間隙形成橢圓形芯,，從而制得高雙折射懸式芯光纖（HB-SCF）。并對該光纖的光學性能進行了表征,，進一步探究了其在壓力,、應變和溫度等環(huán)境變化下的響應特性，發(fā)現(xiàn)該光纖具有較好壓力靈敏度,、較高的應變靈敏度以及極低的溫度靈敏度,。該光纖在氣體檢測和壓力測量等領域具有一定的潛在應用。

由于壓力差,，氣孔被擴大并拉長,。同時，當毛細管壁融合以平衡壓力時,，形成了橢圓形的芯,。文中使用飛納電鏡對 HB-SCF 的橫截面進行了表征（圖b）。

2. 多芯光纖內(nèi)嵌布拉格光柵的二維矢量加速度計

發(fā)表期刊：OPTICS EXPRESS

DOI: 10.1364/OE.27.020848

本文作者所設計的二維加速計可以同時獲取頻率,、加速度和振動方向的性能參數(shù),，并在 0-180° 范圍內(nèi)實現(xiàn)了 0.127° 的最佳方向精度。此外,，通過調整自由光纖的長度和重量,，可以優(yōu)化共振頻率和靈敏度。所提出的傳感器制作簡便,、多功能,，有望在工業(yè)應用的動態(tài)監(jiān)測中發(fā)揮潛在的作用。

文中使用飛納電鏡對七芯光纖結構的端面進行了微觀表征（圖a）,，并測量芯和包層的直徑分別約 8 微米和 150 微米,。

3. 用于弱耦合 OAM 模態(tài)分復用傳輸?shù)膹澢幻舾衅咸谚中投嗫篆h(huán)芯光纖

發(fā)表期刊：JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY

DOI: 10.1109/JLT.2020.2987328

本文介紹了一種葡萄柚型中空環(huán)芯結構光纖，具有良好的彎曲無損特性,。實驗結果表明,，該光纖可同時傳輸兩個軌道角動量（OAM）模態(tài)，且模態(tài)之間相互獨立,，可以在單一光纖上實現(xiàn) OAM 模態(tài)分復用傳輸,。該光纖對彎曲和扭曲的容忍度較高，可用于光通信,、傳感和激光加工等領域,。

不同溫度和不同真空條件下制備得到的葡萄柚型中空環(huán)芯光纖，文中使用飛納電鏡對光纖的橫截面進行了微觀表征（圖 b 和 c）,。

13 年過去了,，Phenom Pro 系列產(chǎn)品從第一代 G1 已經(jīng)升級至第六代 G6,，性能不斷提升，分辨率從 30nm 已經(jīng)提升至 6nm,。并且飛納電鏡不斷創(chuàng)新,，開創(chuàng)了臺式場發(fā)射掃描電鏡 Phenom Pharos， 進一步將臺式掃描電鏡的分辨率提升至優(yōu)于 1.5 nm,。

此外,，為了提升用戶體驗，飛納電鏡的用戶界面也進行了全面升級,，用于成分分析的能譜（EDS）硬件和軟件的集成式設計,，現(xiàn)在只需要一個顯示屏即可完成掃描電鏡圖片和能譜結果的獲取，并可以實現(xiàn)離線處理能譜數(shù)據(jù),，更加方便快捷,。

飛納電鏡之所以贏得眾多用戶的長期信賴,，是因為飛納電鏡始終在用心傾聽客戶的實際需求,，不僅致力于產(chǎn)品的升級創(chuàng)新，也在致力于持續(xù)提升用戶體驗,。目前在上海（總部）,、北京、廣州,、成都等地均有 Demo 體驗中心,，快來預約體驗吧。