高Q值平面微腔的制作及特性測(cè)試.pdf

1、光學(xué)微諧振腔擁有獨(dú)特的光學(xué)傳輸模式—回廊模(Whispering Gallery Mode，簡(jiǎn)稱WGM)，以及超高的品質(zhì)因數(shù)和較小的腔模體積成為探索非線性光學(xué)、腔量子電動(dòng)力學(xué)等研究的有力工具，同時(shí)在光集成、光網(wǎng)絡(luò)以及光量子糾纏態(tài)計(jì)算等信息領(lǐng)域有重要的潛在應(yīng)用。光學(xué)微腔種類主要包括微球腔、微柱體以及平面微腔（平面微盤腔和平面環(huán)形微腔）。本論文主要是講述平面微腔的研究，結(jié)合MEMS微結(jié)構(gòu)加工工藝，設(shè)計(jì)、加工完成高Q值光學(xué)平面微腔的制作，并通

2、過(guò)搭建耦合系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其Q值的測(cè)量。論文主要工作和關(guān)鍵之處包括：
　　1.選用二氧化硅材料制作平面微腔。首先采用熱生長(zhǎng)方法在（100）晶面的硅片上生長(zhǎng)一層兩微米厚的SiO2，然后進(jìn)行涂膠、曝光以及各種刻蝕；對(duì)二氧化硅層的刻蝕分別采用濕法刻蝕（HF/H2O溶液）和干法刻蝕（反應(yīng)離子束刻蝕）；對(duì)硅柱的刻蝕分別采用ICP刻蝕系統(tǒng)和XeF2刻蝕系統(tǒng)。采用光刻和不同刻蝕方法來(lái)制作微盤諧振腔，此過(guò)程是一個(gè)多步工藝過(guò)程，每一步都要求非常精細(xì)以保證較

3、高的Q值，特別是在劃片的過(guò)程中，蘑菇狀的微結(jié)構(gòu)更容易被水流沖掉。所以加工過(guò)程中我們探索出了一條新的可行的光學(xué)平面微腔工藝加工路線。
　　2.利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的光學(xué)平臺(tái)和Diamond K-500型二氧化碳脈沖激光器，自行搭建微盤表面熱處理加工系統(tǒng)；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中嘗試設(shè)計(jì)雙光路系統(tǒng)、小孔濾波系統(tǒng)和轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)來(lái)完成加工實(shí)驗(yàn)。
　　3.我們引用RS3100型納米光纖拉錐機(jī)系統(tǒng)拉制出錐區(qū)在1μm-2μm的錐形光纖進(jìn)行耦合測(cè)試。
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