一种含PN结的单晶半导体芯光纤器件及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种含PN结的单晶半导体芯光纤器件及其制备方法。在N型半导体材料上通过离子注入三价元素形成PN结，再由CO<subgt;2</subgt;激光照射后制备光纤包层，形成光纤内单晶PN结器件。包括如下步骤：1)采用湿法腐蚀技术对较粗的单晶N型半导体棒进行腐蚀处理，得到直径较小的棒状芯材料；2)将腐蚀过的单晶半导体芯放入离子注入机下，注入合适能量和剂量的三价离子于半导体芯内部；通过退火消除由于高能离子注入半导体芯后与靶原子发生一系列碰撞而产生的晶格损伤；3)选择合适的玻璃毛细管包裹相适应的含PN结单晶半导体芯，用CO<subgt;2</subgt;激光器进行照射，使玻璃毛细管收缩形成光纤包层。本发明专利技术光纤器件提升了半导体芯光纤内光电器件的光电性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种含pn结的单晶半导体芯光纤器件及其制备方法，属于光纤。

技术介绍

0、技术背景

1、在频谱资源分配越来越紧张的今天，由于硅、锗等半导体在中红外波段具有较宽的传输窗口、较低的传输损耗和稳定的机械、化学特性，使其成为新一代光纤纤芯材料的合适选择。这些材料的高折射率和光学非线性对光纤全光信号处理和频率生成十分有效。高质量的半导体芯光纤具有构建光纤内高效光学系统的潜力，在一根光纤中进行光的产生、调制和检测，也为通信和传感开辟了新的传输窗口。

2、与非晶和多晶形态半导体相比，单晶形态的半导体具有更为优良的光学特性和电学特性。在制备高灵敏度激光器、调制器以及光电探测器领域拥有着广阔的应用前景。目前制备半导体芯光纤主要有高压化学气相沉积法(hpcvd)和熔芯法(mcd)两种方法。2006年，英国南安普顿大学最早在微结构光纤中，用hpcvd制作了不同半导体材料芯的光纤；2008年，美国克莱姆森大学的j.ballato课题组用mcd法首次将半导体材料引入传统的光纤结构，x射线衍射(x-raydiffraction，xrd)和拉曼光谱本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种含PN结的单晶半导体芯光纤器件，其特征在于：在N型半导体材料上通过离子注入三价元素形成PN结，再由CO2激光照射后制备光纤包层，形成光纤内单晶PN结器件。

2.根据权利要求1所述的含PN结的单晶半导体芯光纤器件，其特征在于：所述N型半导体材料为硅或锗。

3.根据权利要求1或2所述的含PN结的单晶半导体芯光纤器件，其特征在于：所述N型半导体材料为单晶半导体棒，由较粗的单晶半导体棒腐蚀而成。

4.根据权利要求1所述的含PN结的单晶半导体芯光纤器件，其特征在于：所述光纤包层的材料为软化温度较低的玻璃毛细管，玻璃毛细管的尺寸根据需要进行定制选择。...

【技术特征摘要】

1.一种含pn结的单晶半导体芯光纤器件，其特征在于：在n型半导体材料上通过离子注入三价元素形成pn结，再由co2激光照射后制备光纤包层，形成光纤内单晶pn结器件。

2.根据权利要求1所述的含pn结的单晶半导体芯光纤器件，其特征在于：所述n型半导体材料为硅或锗。

3.根据权利要求1或2所述的含pn结的单晶半导体芯光纤器件，其特征在于：所述n型半导体材料为单晶半导体棒，由较粗的单晶半导体棒腐蚀而成。

4.根据权利要求1所述的含pn结的单晶半导体芯光纤器件，其特征在于：所述光纤包层的材料为软化温度较低的玻璃毛细管，玻璃毛细管的尺寸根据需要进行定制选择。

5.根据权利要求4所述的含pn结的单晶半导体芯光纤器件，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵子文，钟双栖，杜亦凡，马泽成，庞拂飞，文建湘，王廷云，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：