高Q光學(xué)環(huán)形微腔MEMS加工工藝及熱處理研究.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)、腔量子電動力學(xué)等研究的有力工具，同時在光集成、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）。本文主要是講述平面微環(huán)腔的研究，結(jié)合MEMS微結(jié)構(gòu)工藝，設(shè)計(jì)、以及熱處理完成高Q值光學(xué)微環(huán)腔的制作。并且

2、通過搭建耦合系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其Q值測量。論文主要工作包括：
　　1、本論文首先選用二氧化硅材料制作平面微腔。首先采用熱生長方法在（100）晶面的硅片上生長一層兩微米厚的SiO2，然后進(jìn)行涂膠、曝光；對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）；對硅柱的刻蝕分別采用ICP刻蝕系統(tǒng)和XeF2刻蝕系統(tǒng)。最終得到微盤腔。
　　2、在制備了微盤腔之后，采用氫氧火焰熔融光纖制備微球腔的原理，針對微盤腔建立了

3、激光回流的物理模型，推導(dǎo)出在激光加工過程中微盤腔表面某處的溫度。通過ANSYS仿真了激光回流過程。
　　3、采用Diamond K-500型二氧化碳脈沖激光器和封離式二氧化碳激光器建立了激光回流加工系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)過程中兩套加工光路來完成加工實(shí)驗(yàn)。對回流微盤腔過程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力進(jìn)行了拉曼測試，通過分析數(shù)據(jù)得到了適合的激光加工功率以及對應(yīng)的熱應(yīng)力。
　　4、搭建了耦合測試微腔品質(zhì)因素系統(tǒng)。采用FBT-200型納米光纖拉錐機(jī)系統(tǒng)拉制出