半导体薄膜内包层放大光纤及其预制棒制造方法

摘要

本发明涉及一种半导体薄膜内包层放大光纤及其预制棒制造方法。本半导体薄膜内包层放大光纤是由半导体薄膜内包层放大预制棒拉制而成的，预制棒由芯棒、内包层和外包层组成，内包层夹在芯棒和外包层之间，芯棒是由掺杂GeO₂的石英材料构成，它的折射率要大于外包层的纯石英材料；内包层为薄膜包层，是由具有放大功能的活性半导体直接带隙材料构成；而外包层是由纯石英构成。其预制棒制造方法的工艺过程及步骤为：(a)采用改进化学气相沉积工艺制造芯棒；(b)制作外包层；(c)制作薄膜内包层；(d)采用插棒技术装配；(e)缩棒。本方法制造的预制棒具有半导体性能稳定、材料分解少等特点。本光纤适用于制备具有集成化、增益谱宽、高效泵浦、输出功率高、便于结构小型化，且使用方便，价格低廉的光纤放大器。

主权项

1.一种半导体薄膜内包层放大光纤的预制棒制造方法，其制造工艺步骤如下：a.采用改进化学气相沉积工艺制作芯棒(1)：将石英反应管紧固在改进化学气相沉积车床上，以50±5转/分的速度旋转，用高纯O2把液态原料SiCl4、GeCl4带入反应管内，由氢氧焰主灯提供1600～1650℃高温沿反应管的方向往复运动，进入反应管的原料在高温下氧化反应，沉积SiO2-GeO2芯层，然后，在2000±50℃氢氧焰温度下烧结反应管，收缩成为透明的实芯光纤芯棒；b.制作外包层(3)：在可旋转的MCVD制棒机上放置已设有前端汽化腔的预制棒石英管，在其下部设置固定加热汽化灯及移动加热灯，固定加热灯用来汽化半导体材料、移动加热灯用来沉积材料，制作外包层仅用移动加热灯；将上述预制棒石英管以50±5转/分的速度旋转，用高纯O2把液态原料SiCl4带入反应管内，由氢氧焰移动加热灯提供1600～1650℃高温沿反应管的方向往复运动，进入反应管的原料在高温下氧化反应，沉积SiO2外包层；c.制作薄膜内包层(2)：将上述制作的带有外包层的预制棒石英管，以40～50转/分的速度旋转，用高纯N2把固定加热汽化灯汽化的半导体材料，固定汽化灯的加热范围为1300～1600℃，带入反应管内，移动加热灯使其沉积成薄膜层，即制成了半导体沉积薄膜；预制棒石英管的转动速度为35～45转/分，移动加热灯的走灯速度为12～15厘米/分，d.采用插棒技术装配：利用插棒技术，将芯棒(1)插入带有外包层(3)和半导体薄膜内包层(2)的预制棒石英管内，然后再安装在MCVD制棒机上，并通以N2，将芯棒与石英管之间的空气全部用N2替代；e.缩棒：将上述通以N2、带芯棒的石英管，采用缩棒工艺，缩成一个实芯的预制棒；缩棒的温度为2000±50℃，氢氧喷灯的走车速度为15±2厘米/分，棒的转动速度约为50±5转/分；预制棒的外径约为8～12毫米，半导体薄膜的厚度为2～5微米。