[發明專利]三維晶體光學回音壁微腔的制備方法

有效

• 申請號: 201410002624.7
• 申請日: 2014-01-03
• 公開（公告）號: CN103738915A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 唐家雷;林錦添;程亞;何飛;喬玲玲
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: B81C99/00
• 分類號: B81C99/00;B23K26/36;B23K26/00
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

1.一種三維晶體光學回音壁微腔的制備方法，其特征在于包括下列步驟：

（1）飛秒激光燒蝕：

①所述的回音壁模式光學微腔由微盤和小支柱構成的對稱結構，結構由設計確定：所述的小支柱直徑為d、小支柱的高度為h、微盤的直徑為D；微盤的厚度為T，激光燒蝕區最大直徑為MD；

②將晶體固定在裝有液體的樣品槽中，液面低于晶體的上表面，然后將所述的樣品槽固定在三維位移平臺上，通過顯微物鏡將飛秒激光垂直聚焦在所述的晶體的下表面；

③預先對所述三維位移平臺的運動進行編程，按編程驅動所述的三維位移平臺做水平圓周遠動，飛秒激光從晶體的下表面開始燒蝕，改變三維位移平臺的中心軸與所述的飛秒激光光軸的距離，以改變所述的飛秒激光圓周燒蝕區域的直徑，從微盤直徑D外到激光燒蝕區最大直徑MD之間的環形區域，燒蝕一層后，利用程序驅動所述的三維位移平臺的上下運動，使燒蝕點保持在晶體與液體的接觸面上；晶體與液體接觸面上的液體在飛秒激光的作用下產生氣泡，激光燒蝕晶體產生的碎屑被所述的氣泡帶走；同理燒蝕多層，得到具有厚度為T的微盤；

④然后再次改變三維位移平臺的中心軸與所述的飛秒激光光軸的距離，使燒蝕區域到達小支柱直徑d的邊緣，經過多層燒蝕得到小支柱結構；當小支柱的高度達到h后，上述的三維位移平臺的運動和飛秒激光燒蝕同步結束，得到一個晶體微腔；

⑤⑥重復上述步驟②～④，在晶體上制備多個晶體微腔；

（2）聚焦離子束側壁研磨：

①將具有多個晶體微腔的晶體是上表面鍍一層15～25nm的金薄膜；

②將鍍膜后的晶體放入聚焦離子束系統的樣品臺上，調整樣品臺的方向使晶體的上表面正對離子束流方向，在離子束成像系統實時監控下，先用大束流的離子束對微腔的側壁進行粗磨，粗磨后的側壁粗糙度為亞微米量級；

③用小束流的離子束在微腔的側壁進行細磨，經過細磨后的側壁粗糙度為幾納米量級；得到側壁光滑、高Q值的晶體微腔。