一种快速制备IV族半导体微球的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种快速制备IV族半导体微球的装置和方法，该装置包括：10.6微米二氧化碳激光器、632.8纳米氦氖激光器、硒化锌透镜、镀金反射镜、BK7玻璃透镜、二向色镜、双光束对称加热光路系统、三维机械移动平台系统、显微成像系统和玻璃包层半导体芯光纤；首先采用玻璃包层‑熔芯拉丝法拉制玻璃包层半导体芯光纤，然后利用二氧化碳激光扫描玻璃包层半导体芯光纤形成半导体微球，成球之后去除玻璃包层，再经洗涤、干燥后得到半导体微球。本发明专利技术利用10.6微米二氧化碳激光器对光纤进行精确成球，在特定的玻璃包层半导体芯光纤结构尺寸条件下，能够精确控制成球尺寸和球度，并能够大批量生产半导体微球，具有很大的实际应用前景。

A device and method for rapid preparation of group IV semiconductor microspheres

【技术实现步骤摘要】
一种快速制备IV族半导体微球的装置和方法
本专利技术涉及半导体
，具体涉及一种快速制备IV族半导体微球的装置和方法。
技术介绍
IV族半导体硅、锗是当前最重要的光电材料；IV族硅、锗半导体微球有着重要的光电应用价值。首先，球体是最对称的几何形状，因此高折射率半导体微球是最大固体角度为4π的收集光信号和光能量的理想选择；硅微球已经开发用于太阳能电池应用。高折射率微球列阵还被广泛用于超高分辨率显微镜。此外，IV族半导体高折射率硅锗光学微球还具有量子电动力学(QED)特性，可以具有高Q品质因子的回音壁模式(WGM)光学谐振腔。以上这些应用都需要用到大量的微米尺寸(直径1-1000微米)的微球。通常快速制备无机材料(玻璃、陶瓷、金属、半导体等)微球的方法有溶胶凝胶法、水热合成法、粉末火焰喷射法等。采用这些方法制备的微球产物都不可避免地会接触到空气中的氧，但是由于微米级尺寸的单质硅、锗微球比表面积大，表面活性高，极易与空气中的氧气反应形成氧化物，所以这些方法都不是快速获得大量IV族半导体硅、锗微球合适的制备手段。玻璃包层-熔芯拉丝法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速制备IV族半导体晶体微球的装置，其特征在于，包括：/n10.6微米二氧化碳激光器(1)，作为加热激光光源；/n632.8纳米氦氖激光器(2)，发出红光，用于辅助整个激光光束准直；/n硒化锌透镜(3)，用于扩束并准直二氧化碳激光器输出光束；/n镀金反射镜(4)，用于高反二氧化碳激光；/nBK7玻璃透镜(5)，用于扩束并准直氦氖激光器输出的红光信号；/n二向色镜(6)，用于透射红光并反射二氧化碳激光；/n双光束对称加热光路系统(7)，用于二氧化碳激光局域加热；/n三维机械移动平台系统(8)，用于高精度移动待测光纤样品；/n显微成像系统(9)，用于实时监测二氧化碳激光加热玻璃包层半导体芯...

【技术特征摘要】
1.一种快速制备IV族半导体晶体微球的装置，其特征在于，包括：
10.6微米二氧化碳激光器(1)，作为加热激光光源；
632.8纳米氦氖激光器(2)，发出红光，用于辅助整个激光光束准直；
硒化锌透镜(3)，用于扩束并准直二氧化碳激光器输出光束；
镀金反射镜(4)，用于高反二氧化碳激光；
BK7玻璃透镜(5)，用于扩束并准直氦氖激光器输出的红光信号；
二向色镜(6)，用于透射红光并反射二氧化碳激光；
双光束对称加热光路系统(7)，用于二氧化碳激光局域加热；
三维机械移动平台系统(8)，用于高精度移动待测光纤样品；
显微成像系统(9)，用于实时监测二氧化碳激光加热玻璃包层半导体芯光纤的过程；
玻璃包层半导体芯光纤(10)，固定在高精度三维位移平台上，玻璃包层材料为氧化物玻璃，纤芯材料为单晶硅、单晶锗或硅锗合金。


2.根据权利要求1所述的一种快速制备IV族半导体晶体微球的装置，其特征在于，所述玻璃包层半导体芯光纤(10)的包层直径为100微米-2毫米，纤芯直径...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯宪，韩枫，施进丹，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32