光子学（Photonics）是研究作为信息和能量载体的光子的行为及其应用的学科，是科学研究的一个主要分支，在 21 世纪的技术进步中发挥着重要作用。光子学是宽带有线和无线网络的基础技术，也已广泛应用于传感、能源、纳米技术、成像、先进制造和生物医学等。

香港理工大学（PolyU）的光电子研究中心（Photonics Research Institute，简称 PRI），在探索光子技术在光通信、传感、能源、成像和其他生物医学应用方面有着悠久的研究历史，与工业界广泛合作，带来了众多研究突破。

在该领域的研究中，对材料进行微观结构观测是一项必要的表征手段。早在 2010 年，香港理工大学的光电子研究中心，便选择了飞纳扫描电镜来满足他们的微观检测需求，并且将扫描电镜成像结果与其他分析技术相结合，以进一步研究材料的行为和性能，从而推动光子学领域的发展。13 年过去了，这台第一代 Phenom Pro G1 仍在正常服役，继续帮助课题组的老师和学生们进行高效率的微观测试。

今天我们有幸采访到光电子研究中心的崔静娴老师，谈一谈飞纳电镜对于她们课题组的帮助以及对于飞纳电镜的评价。

Phenom：崔老师，目前您课题组的主要研究方向是什么？可以应用在哪些领域呢？

崔老师：我们课题组主要研究不同材料的光纤的制备以及应用，包括石英和塑料光纤。主要应用包括光纤光学传感器、生物医疗以及机械系统的健康监测等。

Phenom：使用飞纳电镜帮助课题组解决了什么问题？

崔老师：我们使用飞纳电镜的主要是检查光纤端面。由于光纤的结构，尺寸会极大地影响光纤性能，在制备过程中实时观测端面结构，对光纤的制备有正反馈的作用。

Phenom：Phenom Pro G1 是飞纳电镜的第一代产品，从 2010 年开始，目前已经服役了 13 年。从您这么多年的使用体验上来说，您如何评价飞纳电镜？

崔老师：飞纳电镜系统体积小，且响应速度快，通常样品准备好后，十几秒就能进行观测。系统稳定，抗干扰，对实验环境要求不苛刻。因为我们的样品通常在微米级别，G1 的分辨率就可以满足需求，为我们日常的研究提供很大的帮助。

已经服役 13 年的 Phenom Pro G1，目前还在正常使用

目前，在课题组的众多研究成果中，可以经常看到飞纳电镜的身影。

1. 一种高双折射悬式芯光纤的制备、表征和传感应用

发表期刊：JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY

DOI: 10.1109/JLT.2014.2319818

本文作者使用“堆叠拉伸法”，即采用两种不同大小的毛细管进行堆叠，利用小的尺寸偏差以及中心的大间隙形成椭圆形芯，从而制得高双折射悬式芯光纤（HB-SCF）。并对该光纤的光学性能进行了表征，进一步探究了其在压力、应变和温度等环境变化下的响应特性，发现该光纤具有较好压力灵敏度、较高的应变灵敏度以及极低的温度灵敏度。该光纤在气体检测和压力测量等领域具有一定的潜在应用。

由于压力差，气孔被扩大并拉长。同时，当毛细管壁融合以平衡压力时，形成了椭圆形的芯。文中使用飞纳电镜对 HB-SCF 的横截面进行了表征（图b）。

2. 多芯光纤内嵌布拉格光栅的二维矢量加速度计

发表期刊：OPTICS EXPRESS

DOI: 10.1364/OE.27.020848

本文作者所设计的二维加速计可以同时获取频率、加速度和振动方向的性能参数，并在 0-180° 范围内实现了 0.127° 的最佳方向精度。此外，通过调整自由光纤的长度和重量，可以优化共振频率和灵敏度。所提出的传感器制作简便、多功能，有望在工业应用的动态监测中发挥潜在的作用。

文中使用飞纳电镜对七芯光纤结构的端面进行了微观表征（图a），并测量芯和包层的直径分别约 8 微米和 150 微米。

3. 用于弱耦合 OAM 模态分复用传输的弯曲不敏感葡萄柚型多孔环芯光纤

发表期刊：JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY

DOI: 10.1109/JLT.2020.2987328

本文介绍了一种葡萄柚型中空环芯结构光纤，具有良好的弯曲无损特性。实验结果表明，该光纤可同时传输两个轨道角动量（OAM）模态，且模态之间相互独立，可以在单一光纤上实现 OAM 模态分复用传输。该光纤对弯曲和扭曲的容忍度较高，可用于光通信、传感和激光加工等领域。

不同温度和不同真空条件下制备得到的葡萄柚型中空环芯光纤，文中使用飞纳电镜对光纤的横截面进行了微观表征（图 b 和 c）。

13 年过去了，Phenom Pro 系列产品从第一代 G1 已经升级至第六代 G6，性能不断提升，分辨率从 30nm 已经提升至 6nm。并且飞纳电镜不断创新，开创了台式场发射扫描电镜 Phenom Pharos， 进一步将台式扫描电镜的分辨率提升至优于 1.5 nm。

此外，为了提升用户体验，飞纳电镜的用户界面也进行了全面升级，用于成分分析的能谱（EDS）硬件和软件的集成式设计，现在只需要一个显示屏即可完成扫描电镜图片和能谱结果的获取，并可以实现离线处理能谱数据，更加方便快捷。

飞纳电镜之所以赢得众多用户的长期信赖，是因为飞纳电镜始终在用心倾听客户的实际需求，不仅致力于产品的升级创新，也在致力于持续提升用户体验。目前在上海（总部）、北京、广州、成都等地均有 Demo 体验中心，快来预约体验吧。