[發(fā)明專利]一種混合腔的激光器制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711133771.8
• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN107785775A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李方輝
• 申請（專利權(quán)）人: 綿陽市建誠電子有限公司
• 主分類號: H01S5/10
• 分類號: H01S5/10
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司51230
• 代理人: 徐金瓊,劉東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光器制備相關(guān)領(lǐng)域，具體涉及一種混合腔的激光器制備方法。

背景技術(shù)

激光器——能發(fā)射激光的裝置。1954年制成了第一臺微波量子放大器，獲得了高度相干的微波束。1958年A.L.肖洛和C.H.湯斯把微波量子放大器原理推廣應(yīng)用到光頻范圍，1960 年T.H.梅曼等人制成了第一臺紅寶石激光器。1961年A.賈文等人制成了氦氖激光器。1962 年R.N.霍耳等人創(chuàng)制了砷化鎵半導(dǎo)體激光器。以后，激光器的種類就越來越多。按工作介質(zhì)分，激光器可分為氣體激光器、固體激光器、半導(dǎo)體激光器和染料激光器4大類。近來還發(fā)展了自由電子激光器，大功率激光器通常都是脈沖式輸出。激光器分為環(huán)形腔激光器、直線形激光器和隨機腔激光器，現(xiàn)有單獨的上述激光器已經(jīng)屬于現(xiàn)有，但是并沒有針對上述混合型的激光器的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：針對現(xiàn)有技術(shù)無法制備出直線形激光器和隨機腔激光器結(jié)合的激光器的問題，本申請?zhí)岢隽艘环N混合腔的激光器制備方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種混合腔的激光器制備方法，該方法包括：

制備帶有透明導(dǎo)電介質(zhì)的硅基波導(dǎo)微腔結(jié)構(gòu)；

制作隨機腔激光器，并對隨機腔激光器的襯底進行減薄；

對硅基波導(dǎo)微腔結(jié)構(gòu)上的聚合物進行聚合物軟化，增加聚合物的粘度，并將隨機腔激光器置于帶有透明導(dǎo)電介質(zhì)的硅基波導(dǎo)微腔結(jié)構(gòu)之上，使二者對準(zhǔn)鍵合。

具體地，所述制備帶有透明導(dǎo)電介質(zhì)的硅基波導(dǎo)微腔結(jié)構(gòu)，具體包括：

步驟101：對SOI片進行處理，使用硫酸雙氧水進行清洗，清洗后的硅波導(dǎo)進行光刻，采用離子刻ICP進行刻蝕，形成帶有阻擋結(jié)構(gòu)的硅波導(dǎo)組合；

步驟102：刻蝕生成硅波導(dǎo)后對晶片進行清洗，并進行臺階測試，測試后制作透明導(dǎo)電介質(zhì)，作為和隨機腔激光器進行接觸的導(dǎo)電介質(zhì)；

步驟103：旋涂聚合物PVA在硅波導(dǎo)晶片全平面，在均勻旋涂的表面再次旋涂光刻膠進行曝光，光刻膠保護住器件之間的PVA，暴露出硅波導(dǎo)組合區(qū)域，經(jīng)過顯影后進行腐蝕處理；

步驟104：將晶片浸泡在水中，利用PVA溶于水，可以被水腐蝕的性質(zhì)，對被光刻膠選區(qū)的晶片進行腐蝕；被光刻膠保護的區(qū)域沒有接觸水溶液，只會發(fā)生側(cè)蝕，而沒有光刻膠保護的區(qū)域之間接觸水溶液，在浸泡過程中被水溶液腐蝕去掉，依照曝光形成的圖形形成選區(qū)覆蓋；

步驟105：形成選區(qū)后浸泡丙酮去除光刻膠，進行鍵合前的準(zhǔn)備；聚合物PVA不溶于丙酮，而曝光所選擇的光刻膠則很容易被丙酮去除；去除光刻膠后，聚合物PVA選區(qū)覆蓋在沒有波導(dǎo)區(qū)域形成帶有透明導(dǎo)電介質(zhì)I TO的硅基波導(dǎo)微腔結(jié)構(gòu)。

具體地，所述步驟102中所述制作透明導(dǎo)電介質(zhì)，采用MOCVD或磁控濺射方法，透明導(dǎo)電介質(zhì)為I TO。

具體地，所述制備帶有透明導(dǎo)電介質(zhì)的硅基波導(dǎo)微腔結(jié)構(gòu)，采用SOI材料，且SOI材料厚度在200nm-2um范圍。

具體地，該方法采用微環(huán)結(jié)構(gòu)、微盤結(jié)構(gòu)或光子晶體來代替所述硅基波導(dǎo)微腔結(jié)構(gòu)。

具體地，所述制作隨機腔激光器，采用N型襯底或P型襯底的III-V族半導(dǎo)體有源材料，該N型襯底或P型襯底的III-V族半導(dǎo)體有源材料為InP基量子阱或量子點材料，或為GaAs基量子阱或量子點材料。

具體地，所述制作隨機腔激光器，是制作條形的隨機腔激光器，其中條形隨機腔激光器制作是采用曝光后進行濕法腐蝕或ICP刻蝕方法。

具體地，所述條形隨機腔激光器的波導(dǎo)寬度在300nm-50um之間，高度在100nm-2um之間。

具體地，所述將隨機腔激光器置于帶有透明導(dǎo)電介質(zhì)的硅基波導(dǎo)微腔結(jié)構(gòu)之上，使二者對準(zhǔn)鍵合，具體包括：

先在常溫下施壓，增加鍵合強度，再升溫加熱固化聚合物，完成鍵合。

具體地，所述聚合物采用PVA材料，其厚度在20-500um范圍。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

1.本申請通過將硅基波導(dǎo)微腔結(jié)構(gòu)與隨機腔激光器相連，實現(xiàn)了直線激光器與隨機腔激光器的結(jié)合，實現(xiàn)直線激光器與隨機腔激光器的結(jié)構(gòu)的結(jié)合，同時本申請的制備方法簡單，大大節(jié)約工業(yè)成本；

2.本申請的制備方法簡單、工藝過程嚴謹，能夠更好的實現(xiàn)隨機腔激光器與直線形激光器的結(jié)合。

具體實施方式