【摘 要】
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具有玻璃包层的半导体芯光纤已经成为新型光电应用领域的焦点,包括非线性光纤和红外功率传输等。半导体材料具有其独特优势,如近红外波段透过性、光电效应、拉曼增益系数高、三阶非线性系数大等特点。在传统玻璃光纤的基础之上,结合半导体材料的光电特性和光纤的波导特性,将具有不同光学、电学和热学性能的材料高度集成一体化,构成多材料光纤。在光学传感、光电器件、拉曼激光、柔性可穿戴领域都具有广阔的应用前景。本论文首先
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具有玻璃包层的半导体芯光纤已经成为新型光电应用领域的焦点,包括非线性光纤和红外功率传输等。半导体材料具有其独特优势,如近红外波段透过性、光电效应、拉曼增益系数高、三阶非线性系数大等特点。在传统玻璃光纤的基础之上,结合半导体材料的光电特性和光纤的波导特性,将具有不同光学、电学和热学性能的材料高度集成一体化,构成多材料光纤。在光学传感、光电器件、拉曼激光、柔性可穿戴领域都具有广阔的应用前景。本论文首先研究了现有的晶体半导体芯光纤的制备技术以及半导体芯光纤的后处理技术,探索熔融芯法制备晶体半导体芯光纤的共性规律。再深入研究基于Ⅳ族半导体的多材料多功能光纤,对比分析玻璃包层-半导体芯光纤的不同纤芯和包层材料性能,依据纤芯材料的物化特性选择与之匹配的玻璃包层材料。设计光纤结构,采用熔融芯法制备得到具有玻璃包层的硅芯光纤、锗芯光纤、锗硅合金光纤。其中双硅芯光纤左纤芯直径为10.2μm,纤芯不圆度为0.9%;右纤芯直径为36μm,纤芯不圆度为1.0%。本论文采用熔融芯法实现Ⅳ族半导体芯光纤的制备,通过调控锗和硅元素含量得到物理性质可调的锗硅合金光纤,进一步可实现在纤维态柔性光电器件技术领域的应用。
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