高Q值平面微腔的制作及特性測試.pdf

1、光學微諧振腔擁有獨特的光學傳輸模式—回廊模(Whispering Gallery Mode，簡稱WGM)，以及超高的品質因數(shù)和較小的腔模體積成為探索非線性光學、腔量子電動力學等研究的有力工具，同時在光集成、光網絡以及光量子糾纏態(tài)計算等信息領域有重要的潛在應用。光學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，結合MEMS微結構加工工藝，設計、加工完成高Q值光學平面微腔的制作，并通

2、過搭建耦合系統(tǒng)實現(xiàn)其Q值的測量。論文主要工作和關鍵之處包括：
　　1.選用二氧化硅材料制作平面微腔。首先采用熱生長方法在（100）晶面的硅片上生長一層兩微米厚的SiO2，然后進行涂膠、曝光以及各種刻蝕；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)。采用光刻和不同刻蝕方法來制作微盤諧振腔，此過程是一個多步工藝過程，每一步都要求非常精細以保證較

3、高的Q值，特別是在劃片的過程中，蘑菇狀的微結構更容易被水流沖掉。所以加工過程中我們探索出了一條新的可行的光學平面微腔工藝加工路線。
　　2.利用實驗室現(xiàn)有的光學平臺和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)；實驗過程中嘗試設計雙光路系統(tǒng)、小孔濾波系統(tǒng)和轉臺系統(tǒng)來完成加工實驗。
　　3.我們引用RS3100型納米光纖拉錐機系統(tǒng)拉制出錐區(qū)在1μm-2μm的錐形光纖進行耦合測試。
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