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品，從 2010 年開始，目前已經服役了 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，為我們日常的研究提供很大的幫助。

已經服役 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?？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，并在 0-180° 范圍內實現了 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)分復用傳輸的彎曲不敏感葡萄柚型多孔環(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 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 系列產品從第一代 G1 已經升級至第六代 G6，性能不斷提升，分辨率從 30nm 已經提升至 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，并可以實現離線處理能譜數據，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。