单晶半导体芯光纤及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种单晶半导体芯光纤及其制备方法。本发明专利技术以玻璃毛细管做包层对未熔单晶纤芯实现全包裹，从而形成单晶纤芯光纤结构，制备的光纤具有单晶半导体的优异性能。纤芯的结晶质量是决定半导体芯光纤性能优劣的关键，单晶形态的纤芯相比其他的拥有更出色的表现。本发明专利技术制备的半导体芯光纤纤芯为单晶状态，单晶连续长度可达2cm左右，提高了半导体芯光纤实际运用的可能，是一种快速、便捷、可定制性强的单晶半导体芯光纤制备方法。

Single Crystal Semiconductor Core Optical Fiber and Its Preparation Method

The invention relates to a single crystal semiconductor core optical fiber and a preparation method thereof. The invention uses glass capillary as cladding layer to fully encapsulate the unmelted single crystal core, thereby forming a single crystal core fiber structure, and the prepared fiber has the excellent performance of single crystal semiconductor. The crystalline quality of the core is the key to determine the performance of semiconductor core optical fibers. The core with single crystal morphology has better performance than others. The semiconductor core optical fiber core prepared by the invention is in a single crystal state and the continuous length of the single crystal can reach about 2 cm, which improves the possibility of practical application of the semiconductor core optical fiber and is a fast, convenient and customizable preparation method of the single crystal semiconductor core optical fiber.

【技术实现步骤摘要】
单晶半导体芯光纤及其制备方法
本专利技术涉及一种单晶半导体芯光纤及其制备工艺，属于光纤

技术介绍
半导体芯光纤是一种以半导体材料为纤芯，玻璃或石英材料为包层的特种光纤。相比于普通石英光纤，硅、锗等半导体材料有很好的红外透光性，所以以硅、锗等材料为纤芯的半导体芯光纤在中红外波段具有低损耗、高功率输出的优点。此外，半导体本身还具备优异的光电特性，使半导体芯光纤在红外传输、生物医学、光电探测传感、新能源等领域有着广阔的应用前景。半导体的高非线性加之光纤结构，又大大提高了非线性光学元件和全光纤光电子器件在制备上的可行性。目前半导体芯光纤的制备方式主要有两种，一种是英国南安普顿大学采用的高压化学气相沉积法（HPCVD），他们在2006年最早将硅和锗沉积在光子晶体光纤中。另一种是美国克莱姆森大学的J.Ballato课题组采用的熔芯法（MD），他们在2008年首次将半导体材料引入传统的光纤结构。这两种方法已经很成熟了，但是两种方法都有其局限性。用HPCVD法制备的光纤纤芯呈非晶形态而且长度很短，需要采用后续处理提高纤芯结晶度。目前宾夕法尼亚大学通过激光退火的后续处理，也只能得到单晶区长度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单晶半导体芯光纤，包括纤芯和包层，其特征在于：纤芯为半导体材料Si或Ge等，包层由玻璃毛细管收缩而成，有良好的芯包结构。

【技术特征摘要】
1.一种单晶半导体芯光纤，包括纤芯和包层，其特征在于：纤芯为半导体材料Si或Ge等，包层由玻璃毛细管收缩而成，有良好的芯包结构。2.根据权利要求1所述的单晶半导体芯光纤，其特征在于：作为包层的毛细管材料为低硼硅玻璃或其它不同软化温度的玻璃材料，毛细管的尺寸可以根据需要进行定制选择：分别为200、300、500μm内径，外径500、500、700μm的毛细管；纤芯是相应匹配尺寸的单晶半导体棒。3.一种单晶半导体芯光纤制备方法，用于制备根据权利要求1或2所述的单晶半导体芯光纤，其特征在于制备工艺步骤如下：(1)单晶半导体芯的制备：湿法腐蚀单晶半导体棒，按质量百分比计，25~35wt%的碱性腐蚀溶液由高纯KOH固体GR95±1%与去离子水配置而成，外加0~15ml的30±1%浓度的H2O2溶液；将2.5±0.1mm直径的锗细棒固定于自制的3D打印的夹具中，该夹具悬置在塑料试管内不接触溶液，晶体棒则浸于溶液中，管底的磁子则慢慢不断地旋转搅匀溶液；在60~75℃的油浴条件下腐蚀20~48h可得300μm尺寸以下的单晶六棱柱细棒（32），以上操作在一个可加热的磁力搅拌器上完...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵子文，茅煜季哲，张娟，陈娜，陈振宜，王廷云，文建湘，郭强，庞拂飞，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海,31