The fiber optic probe based optical systems have been actively applied to a wide range of applications such as optical imaging, optical sensing, optical trapping, illumination and nanophotonics, because optical fiber has unique advantages in terms of miniaturization, lightweight, cost effective, flexible, and robustness. Miniaturized fiber optic probes for endoscopic applications offer the potential to in vivo imaging and illumination applications. Despite its great potential, integration of these advanced fiber optic probes inside an endomicroscope is still challenging. Most probes still require complementary bulk optics for beam focusing or beam expanding such as GRIN lens, or objective lens system. These bulk optics require precise optical alignments and has packaging size. This study presents a facile and direct fabrication method for integrating functional optical microstructures on the top surface of an optical fiber. The proposed ultrathin all-fiber photonic device and fabrication methods will provide a new direction for developing miniaturized endoscopic imaging and structured illumination probe with high efficiency
광섬유는 빛을 멀리 전달 가능하고 작은 크기, 저비용, 유연함 등과 같은 장점을 지녀 광학 이미징, 광학 센싱, 조명, 나노포토닉스등 다양한 분야에 활용하는 연구가 활발히 진행되고있다. 그러나, 기존의 연구들은 대부분 광섬유로부터 전달된 입사광의 변조를 위하여 광섬유보다 큰 크기의 광학 소자를 사용해 패키징 사이즈가 커지는 문제가 있고, 별도의 광정렬이 필요하므로 광정렬 불량으로 인한 성능 저하 등의 한계점이 존재했다. 이에 본 연구에서는 125 $\mu$m 외경을 가지는 광섬유 단면에 미세 광학 구조를 집적하는 연구를 수행하였다. 무마스크 리소그래피 공정을 개발하여 광섬유 단면에 미세 광학 구조를 형성해 입사광을 특이 구조광으로 변조 가능함을 보였고, 융착 접속을 이용한 렌즈 일체형 광섬유 제작을 통해 입사광을 효율적으로 집광하는 광섬유 프로브를 개발하였다. 이러한 단일 광섬유 기반의 초소형 프로브는 별도의 광학 소자가 필요 없어 광정렬의 문제를 해소할 수 있으며, 초소형 패키징이 가능하므로 향후 내시경 에 직접 가능한 초소형 구조광 프로젝터 및 이미징 소자로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.
