[发明专利]一种高灵敏光电探测用光纤器件及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高灵敏光电探测用光纤器件及其制备方法；1)制备光纤预制棒；预制棒设置有大圆柱空腔和小圆柱空腔，大圆柱空腔与预制棒同轴，小圆柱空腔的轴线与预制棒的轴线平行；2)将半导体材料置入预制棒的大圆柱空腔中，加热处理，获得含有小圆柱空腔的初级预制棒；3)将金属电极材料置于初级预制棒两侧的小圆柱空腔中，随后拉制成光纤，获得光电复合光纤；4)将得到的光电复合光纤在一定温度下热处理一段时间，诱导纤芯半导体缩成微球，即得到在整根光纤中两根电极与微球接触的梯形连通结构，可用于光电探测。本发明的方法简单，易于实现，能在一根光纤中同时形成多个通路，大大提高了器件的密度和灵敏度。

主权项

1.一种高灵敏光电探测用光纤器件的制备方法，其特征在于：步骤一：选取高分子材料或玻璃材料制备光纤预制棒；并在该光纤预制棒内预留有一个大圆柱空腔和两个小圆柱空腔；该大圆柱空腔的轴线与光纤预制棒同轴；两个小圆柱空腔对称分布在大圆柱空腔的两侧，大圆柱空腔的轴线和两个小圆柱空腔的轴线均彼此平行，且小圆柱空腔的轴线与光纤预制棒的轴线间的距离大于小圆柱空腔横截面的半径与大圆柱空腔横截面的半径之和；步骤二：将半导体纤芯材料置入大圆柱空腔中，然后在真空环境下加热处理，以获得含有两个小圆柱空腔的初级预制棒；步骤三：将金属电极材料置于初级预制棒的两个小圆柱空腔中，随后在200～1000℃的环境温度下对其进行拉制，拉制后获得光电复合光纤；步骤四：将步骤三得到的光电复合光纤在250～260℃环境温度下热处理，由于金属电极材料的熔点大于半导体纤芯材，此时利用流体不稳定性使大圆柱空腔中内的半导体纤芯材料熔缩成球状的半导体微球，此时半导体微球呈离散状，并与金属电极材料构成的两根金属导线形成离散接触的连通结构，即形成两根金属导线之间离散接触半导体微球的连通结构，即可制得高灵敏光电探测用光纤器件；当两根金属导线外加一个电压时，即可与半导体微球形成闭合通路，用于光电探测。