[發(fā)明專利]一種超穩(wěn)定超高精細度微光學腔的制作方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110378757.0
• 申請日: 2011-11-25
• 公開（公告）號: CN102427200A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張鵬飛;李剛;張?zhí)觳?/a>
• 申請（專利權(quán)）人: 山西大學
• 主分類號: H01S3/08
• 分類號: H01S3/08
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務(wù)所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

1.一種超穩(wěn)定超高精細度微光學腔的制作方法，其特征在于：包括如下步驟：

(1)用生物顯微鏡選兩片膜層完好、無污漬、無劃痕、無凹坑且反射率大于99.999%的第一鏡片（7）、第二鏡片（8），第一鏡片（7）、第二鏡片（8）的反射面端均為錐狀；除去第一鏡片（7）和第二鏡片（8）表面的灰塵；

(2)構(gòu)建用于制作微光學腔的空氣凈化裝置，空氣凈化裝置包括依次級聯(lián)的空氣泵（1）、第一密封廣口瓶（2）、第二密封廣口瓶（3）、以及第三密封廣口瓶（4）；第一密封廣口瓶（2）、第二密封廣口瓶（3）內(nèi)均裝有水，第三密封廣口瓶內(nèi)裝有干燥劑（5）；第三密封廣口瓶（4）與密閉操作空間（6）相連，密閉操作空間（6）上開有出氣口；

(3)在密閉操作空間（6）中用真空膠將第一鏡片（7）粘接在工作于剪切模式的第一片狀壓電陶瓷（9）上后一起放在操作平臺上，距第一片狀壓電陶瓷（9）水平方向2.8-3.2mm處放置工作于剪切模式的第二片狀壓電陶瓷（10）并使第一片狀壓電陶瓷（9）、第二片狀壓電陶瓷（10）的剪切方向均為欲構(gòu)建光學腔的腔軸方向；將第二鏡片（8）粘接在支撐于操作平臺上的五維精密鏡架（11）底部并從頂部靠近第二片狀壓電陶瓷（10）直至距第二片狀壓電陶瓷（10）的上表面0.5mm處，調(diào)整第二鏡片（8）的位置使得第一鏡片（7）與第二鏡片（8）處于同一光軸上且反射面相對；

(4)用CCD或放大鏡觀測將第一鏡片（7）、第二鏡片（8）的反射面靠近使其距離為10um-500um；將波長調(diào)節(jié)范圍在0-20nm的激光器（12）發(fā)出的具有工作波長的不可見激光與可見光激光器（13）發(fā)出的可見激光注入光束空間重合器件（14）中使其出射光在空間中重合后經(jīng)透鏡組合（15）一起入射到第一鏡片（7）上；將高壓放大器與第一片狀壓電陶瓷（9）相連掃描第一鏡片（7）并調(diào)節(jié)第二鏡片（8）的位置和俯仰角度使得可見激光位于第一鏡片（7）與第二鏡片（8）的左右表面之間的干涉環(huán)均重合；此時第一鏡片（7）、第二鏡片（8）的位置對齊，第一鏡片（7）、第二鏡片（8）、第一片狀壓電陶瓷（9）、以及第二片狀壓電陶瓷（10）形成光學腔；

(5)關(guān)閉可見光激光器（13），用位于光學腔另一側(cè)的高帶寬光電探測器（17）探測不可見激光的腔透射光強變化，微細調(diào)節(jié)第二鏡片（8）的位置和俯仰角度使光學腔中基模占有90%以上的能量，將第二鏡片（8）與第二片狀壓電陶瓷（10）粘結(jié)在一起，取走五維精密鏡架（11）；接著調(diào)節(jié)不可見激光的波長使其與光學腔的相鄰兩個縱模共振，用波長計記錄兩個共振波長得到光學腔的自由光譜區(qū)從而確定光學腔的腔長；

(6)將光學腔放于由交叉排列的三層無氧銅塊和三層硅膠制成的彈性緩沖塊構(gòu)成的三級微腔被動隔振底座上，用電光調(diào)制器在入射到第一鏡片（7）前的不可見激光上加5-500Mhz的調(diào)制信號，線性掃描光學腔的腔長得到光學腔的透射譜，在透射譜上得到主模和調(diào)制邊帶從而計算出光學腔的線寬；多次掃描光學腔的腔長得到多組透射譜從而計算出線寬平均值，用得到的自由光譜區(qū)和線寬的平均值相比計算出微腔的精細度，繼而根據(jù)精細度計算出光學腔的總體損耗和品質(zhì)因子；

（7）在光束空間重合器件（14）與透鏡組合（15）之間設(shè)置偏振鏡片（16），轉(zhuǎn)動偏振鏡片（16）從而改變不可見激光的偏振方向，用高帶寬光電探測器（17）探測得到光學腔的透射譜，在透射譜上得到不同偏振方向的主膜頻率差從而計算出光學腔的雙折射光軸，繼而確定不可見激光的偏振方向；

(8)把光學腔放置于真空氣室中，將第一片狀壓電陶瓷（9）、第二片狀壓電陶瓷（10）與安裝于真空氣室內(nèi)的控制電極用耐150攝氏度高溫的導線連接；經(jīng)過烘烤抽氣后，用真空離子泵維持真空氣室內(nèi)的真空度為10^-8Pa。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超穩(wěn)定超高精細度微光學腔的制作方法，其特征在于：所述第三密封廣口瓶（4）內(nèi)設(shè)有位于干燥劑（5）上方的過濾層。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種超穩(wěn)定超高精細度微光學腔的制作方法，其特征在于：所述光束空間重合器件（14）選用單模光纖、或偏正分束棱鏡、或雙色鏡；透鏡組合（15）選用單個凸透鏡、或兩個凸透鏡、或兩個凸透鏡和一個凹透鏡的組合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種超穩(wěn)定超高精細度微光學腔的制作方法，其特征在于：所述生物顯微鏡為暗場顯微鏡；所述波長調(diào)節(jié)范圍在0-20nm的激光器（12）采用鈦寶石激光器；所述可見光激光器（13）采用氦氖激光器、或綠光固體激光器。