研究目的
开发一种简单方法，通过激光结构化光纤材料工程，在封装和自由悬浮的半导体颗粒上产生可控应力效应。
研究成果
该研究展示了一种利用激光结构化光纤材料工程在半导体颗粒上产生吉帕级内建应力的新方法。在颗粒形成过程中精确控制应力状态的能力，为可调谐半导体和光子器件开辟了新途径。研究制备出了包封型和独立型应力半导体颗粒，为光电子学和生物医学领域提供了潜在应用。
研究不足
该研究聚焦于硅芯二氧化硅包层光纤，未探讨其对其他半导体材料或光纤结构的适用性。该方法的可扩展性及与现有半导体制造工艺的集成可能需要进一步研究。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用激光结构化光纤材料工程技术制备应力半导体颗粒，探究热致光纤内禀应力的物理机制，并通过控制激光处理过程证明在颗粒形成阶段精确调控应力状态的可行性。
2：样本选择与数据来源：
以硅芯石英包层光纤作为制备应力半导体颗粒的主要材料。
3：实验设备与材料清单：
使用连续波CO?激光系统（Diamond C20，10.6微米波长）诱导毛细不稳定性；其他设备包括用于黑体辐射成像的CMOS相机（Thorlabs DCC1545M）、用于双折射强度分布成像的透射光学显微镜（Olympus BX51），以及用于应力表征的拉曼光谱系统（Horiba Jobin Yvon LabRam HR800）。
4：6微米波长）诱导毛细不稳定性；其他设备包括用于黑体辐射成像的CMOS相机（Thorlabs DCC1545M）、用于双折射强度分布成像的透射光学显微镜（Olympus BX51），以及用于应力表征的拉曼光谱系统（Horiba Jobin Yvon LabRam HR800）。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：将硅芯光纤导入CO?激光束诱导毛细不稳定性，在光纤内部形成硅球形颗粒。通过调节激光光斑尺寸和功率控制冷却速率，从而改变颗粒的内禀应力。
5：数据分析方法：
通过光弹性测量和拉曼光谱表征内禀应力，基于发射强度分布计算黑体辐射亮度来量化激光处理过程中的温度分布。
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CMOS Camera
DCC1545M
Thorlabs
Used for blackbody emission imaging to record the temperature distribution during laser thermal treatment.
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Transmission Optical Microscope
BX51
Olympus
Used for imaging birefringence intensity distribution to evaluate stress on silicon spherical particles.
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CO2 Laser System
Diamond C20
Used for laser-induced capillary instability to fabricate silicon spherical particles within the fiber.
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Raman Spectroscopy System
LabRam HR800
Horiba Jobin Yvon
Used for stress characterization of silicon spherical particles.
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