[发明专利]一种金属-半导体-玻璃光电光纤及其制备方法

权利要求书

1.一种金属-半导体-玻璃光电光纤，其特征在于，包括玻璃包层（2）、纤芯（3）和金属铝线（1）；所述玻璃包层（2）为磷酸盐玻璃；所述纤芯（3）在光纤的轴心线上，纤芯（3）为间隔分布的硒碲半导体球；在纤芯（3）两侧具有以纤芯（3）为对称轴进行对称分布的两条金属铝线（1）；所述金属铝线（1）与纤芯（3）沿光纤的轴心方向平行，且金属铝线（1）与纤芯（3）中的硒碲半导体球直接接触构成电回路；

所述金属-半导体-玻璃光电光纤的制备方法包括如下步骤：

（1）光纤预制棒的制备：将磷酸盐玻璃加工成圆柱体，在圆柱体的轴心线上钻中心孔，再在中心孔的两侧钻孔；两个侧孔的尺寸大小相同，且以中心孔为对称轴进行对称分布，所有的孔均为非贯穿孔；将配制好的硒碲半导体粉填入中心孔，将金属铝棒填入两个侧孔，密封中心孔和侧孔的开口端，得到光纤预制棒；

（2）光纤拉制：将组装好的光纤预制棒放入拉丝炉中拉丝，得到初始光纤；

（3）光纤热处理：将拉丝得到的初始光纤进行热处理，得到所述的金属-半导体-玻璃光电光纤；

所述拉丝的温度为680~750℃，拉丝过程在氩气保护气氛下进行。

2.根据权利要求1所述的一种金属-半导体-玻璃光电光纤，其特征在于，所述硒碲半导体球中，硒元素与碲元素的质量比为1~9:1；硒碲半导体球与光纤的直径比值为1:5~20；金属铝线的直径与硒碲半导体球的直径比为1~3:1。

3.制备权利要求1或2所述的一种金属-半导体-玻璃光电光纤的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）光纤预制棒的制备：将磷酸盐玻璃加工成圆柱体，在圆柱体的轴心线上钻中心孔，再在中心孔的两侧钻孔；两个侧孔的尺寸大小相同，且以中心孔为对称轴进行对称分布，所有的孔均为非贯穿孔；将配制好的硒碲半导体粉填入中心孔，将金属铝棒填入两个侧孔，密封中心孔和侧孔的开口端，得到光纤预制棒；

（2）光纤拉制：将组装好的光纤预制棒放入拉丝炉中拉丝，得到初始光纤；

（3）光纤热处理：将拉丝得到的初始光纤进行热处理，得到所述的金属-半导体-玻璃光电光纤；

所述拉丝的温度为680~750℃，拉丝过程在氩气保护气氛下进行。

4.根据权利要求3所述的一种金属-半导体-玻璃光电光纤的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，两个侧孔的孔心与中心孔的孔心的连线为直线；所述密封采用耐火泥进行密封。

5.根据权利要求3所述的一种金属-半导体-玻璃光电光纤的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述初始光纤中，纤芯为连续的硒碲半导体组成的圆柱芯，位于初始光纤的轴心线上；金属铝线在纤芯的两侧，以纤芯为对称轴进行对称分布，与纤芯沿光纤的轴心方向平行，且与纤芯不直接接触。

6.根据权利要求3所述的一种金属-半导体-玻璃光电光纤的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述热处理的温度高于硒碲半导体的熔点和磷酸盐玻璃的软化温度，且低于硒碲半导体的沸点、金属铝的熔点和光纤的拉丝温度。

7.根据权利要求3所述的一种金属-半导体-玻璃光电光纤的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述热处理的温度为500~660℃；所述热处理的时间为0.5~3min。

8.根据权利要求3所述的一种金属-半导体-玻璃光电光纤的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，热处理后的连续的硒碲半导体转变为较大直径的硒碲半导体球，与两侧的金属铝线直接接触。