用于微型光探测器的金属半导体复合微结构光纤及制备方法与流程

本发明涉及一种微结构光纤及制备方法，特别涉及一种用于微型光探测器的金属半导体复合微结构光纤及制备方法，这种微型光探测器利用光纤的可延展性（长的长度）可用于传统光电探测器不易于实现的多点探测。

背景技术：

特种光纤技术近年来得到了迅猛的发展，大致上可分为光纤结构的发展和光纤材料的发展两大发展方向。在光纤结构发展方面，微结构光纤（又称为光子晶体光纤）的发明，是近年来特种光纤技术发展的一个里程碑，这种光纤沿着轴向均匀排列着空气孔，从光纤的端面看，存在周期性排列的二维结构，如果其中1个孔缺失，周期性排列的二维结构形成了带隙，使光能够在缺陷内传播，微结构光纤这种特殊的结构使其具有了无休止单模传输、高非线性、高双折射、色散平坦等新颖的特性。光探测器的原理为利用半导体材料的光电效应可接收和探测光信号。由于微结构光纤有空气孔，在空气孔中可集成金属和半导体材料，金属半导体复合微结构光纤可制成易于集成的微型光探测器。而且光纤具有延展特性，基于这种金属半导体复合微结构光纤可制成长度很长的光电探测器实现多点探测，这在传统的光电探测器中不易实现。

技术实现要素：

鉴于新技术的发展，本发明提供一种用于微型光探测器的金属半导体复合微结构光纤及制备方法，这种微型光探测器利用光纤的可延展性（长的长度）可用于传统光电探测器不易于实现的多点探测。

本发明具体的技术方案是：一种用于微型光探测器的金属半导体复合微结构光纤，其特征在于：由光纤芯棒、多根金属芯石英丝、多根空心毛细管、石英玻璃外套管；

所述光纤芯棒的外围规则排列多根金属芯石英丝构成内包层，在内包层外围规则排列两层多根空心毛细管构成外包层，在外包层外围套装石英玻璃外套管。

一种采用权利要求1所述的用于微型光探测器的金属半导体复合微结构光纤的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤一、将石英玻璃管通过光纤拉丝加热炉拉制出两端开口的空心毛细管，拉丝加热炉的温度根据石英玻璃的软化点来设定；

步骤二、经过表面处理的金属棒放入一端封口同直径的石英玻璃套管中，通过光纤拉丝加热炉拉制出金属芯石英丝，拉丝加热炉的温度根据石英玻璃的软化点来设定，所述金属棒的材料为金或银或铜；

步骤三、将半导体棒放入一端封口的同直径的石英玻璃套管中，通过光纤拉丝加热炉拉制出光纤芯棒，拉丝加热炉的温度根据石英的软化点来设定；

步骤四、在光纤芯棒的外围规则排列多根金属芯石英丝构成内包层，在内包层外围规则排列两层多根空心毛细管构成外包层；

步骤五、将步骤四排列好的整体结构放入石英玻璃外套管中，悬置于拉丝加热炉中，拉制出金属半导体复合微结构光纤，拉丝加热炉的温度根据石英玻璃的软化点来设定。

本发明的技术效果是：在光纤材料方面集成了金属、半导体材料的光纤，利用半导体材料的光电效应可接收和探测光信号，制成微型光探测器，易于集成。而且光纤具有延展特性，基于这种金属半导体复合微结构光纤可制成长度很长的光电探测器实现多点探测。

附图说明

图1是本发明的横截面结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行进一步详细说明。

如图1所示，一种用于微型光探测器的金属半导体复合微结构光纤，由光纤芯棒1、多根金属芯石英丝2、多根空心毛细管3、石英玻璃外套管4；

在光纤芯棒1的外围规则排列多根金属芯石英丝2构成内包层，在内包层外围规则排列两层多根空心毛细管3构成外包层，在外包层外围套装石英玻璃外套管4。

多根金属芯石英丝2为18根，18根金属芯石英丝2排列为六边形。

两层多根空心毛细管3为54根，内层为24根空心毛细管3排列为六边形，外层为30根空心毛细管3排列为六边形。

光纤芯棒1材料为半导体。

用于微型光探测器的金属半导体复合微结构光纤的制备方法，包括下列步骤：

步骤一、将石英玻璃管通过光纤拉丝加热炉拉制出两端开口的空心毛细管3，拉丝加热炉的温度可根据石英玻璃的软化点来设定；

步骤二、经过表面处理的金属棒放入一端封口同直径的石英玻璃套管中，通过光纤拉丝加热炉拉制出金属芯石英丝2，拉丝加热炉的温度可根据石英玻璃的软化点来设定，所述金属棒的材料可以为金或银或铜；

步骤三、将半导体棒放入一端封口的同直径的石英玻璃套管中，通过光纤拉丝加热炉拉制出光纤芯棒1，拉丝加热炉的温度可根据石英的软化点来设定；

步骤四、在光纤芯棒1的外围规则排列多根金属芯石英丝2构成内包层，在内包层金属芯石英丝外围规则排列两层多根空心毛细管3构成外包层；

步骤五、将步骤四排列好的整体结构放入石英玻璃外套管4中，悬置于拉丝加热炉中，拉制出金属半导体复合微结构光纤，拉丝加热炉的温度可根据石英玻璃的软化点来设定。

实施例1，

步骤一，用外径为20mm，壁厚5mm的石英玻璃套管在拉丝加热炉1900℃下拉制成外径1.5mm的空心毛细管3；

步骤二，将直径为3.5mm，长20cm，纯度为99.99%的铜棒用砂纸打磨光滑，将经过上述表面处理后的铜棒放入一端封口的石英玻璃套管中，石英玻璃套管外径为10mm，内径为3.5mm，然后，将放有铜棒的石英玻璃套管悬置于拉丝加热炉中，在1800℃拉制出外径为1mm的铜芯石英丝2；

步骤三，将直径为10mm，长20cm的半导体棒用砂纸打磨光滑，将经过上述表面处理后的半导体棒放入一端封口的石英玻璃套管中，石英玻璃套管外径为16mm，内径为10mm，然后，将放有半导体棒的石英玻璃套管悬置于拉丝加热炉中，在1800℃拉制出外径为4mm的半导体芯石英丝作为光纤预制棒的光纤芯棒1；

步骤四，将外径为4.3mm的半导体芯石英丝作为光纤芯棒1，将18根外径1mm的金属芯石英丝2排列在光纤芯棒1周围，18根金属芯石英丝2排列为六边形，在其内包层周围排列两层外径1mm的54根空心毛细管3构成外包层，内层为24根空心毛细管3排列为六边形，外层为30根空心毛细管3排列为六边形；

步骤五，将步骤四排列好的整体结构放入外径为20mm、壁厚为4.5mm一端封口的石英玻璃外套管4中，悬置于拉丝加热炉中，在1800℃温度拉制出外径为125μm的可用于微型光探测器的金属半导体复合微结构光纤。