[發明專利]一種諧振器及其制備方法

在審

• 申請號: 201810346693.8
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108535852A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發明（設計）人: 孫豹;王昭;王玲芳
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G02B17/00
• 分類號: G02B17/00
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 何凡

本發明公開了一種諧振器及其制備方法。其制備方法為：(1)對芯層晶片和底層包層晶片的鍵合面進行清洗拋光；(2)將拋光后的芯層晶片和底層包層晶片再次清洗后，于室溫，0.8～2MPa下進行預鍵合，然后由80～100℃逐漸升溫至900～1100℃，進行高溫退火處理，完成鍵合；(3)對步驟(2)所得產物中芯層晶片未鍵合的一面進行磨削，然后與頂層包層晶片一同重復步驟(1)和步驟(2)，使頂層包層晶片與芯層晶片完成鍵合，得到具有“三明治”結構的諧振器。本發明方法簡單，制備得到的諧振器穩定性好，成本低，適用范圍廣，實用性強。

技術領域

本發明屬于光學器件技術領域，具體涉及一種諧振器及其制備方法。

背景技術

光學諧振器是一種很重要的光學器件，進入諧振器的光以一種特殊的電磁波諧振模式存在，依靠在諧振器邊界面上發生全內反射，其能夠以極小的損耗沿著諧振器的弧形表面傳播，并且，具有高品質因數的光學諧振器，具有損耗低和模式體積小的特點，因此諧振器內光子密度極大，使得其具有優良的電學和光學特性，被廣泛應用于微波光子學、非線性光學、量子光學等眾多領域。傳統的光學諧振器，往往制作工藝十分復雜與耗時，穩定性差，成本較高，使得實驗難度提高。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供一種諧振器及其制備方法，可有效解決現有諧振器成本高，穩定性差的問題。

為實現上述目的，本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種諧振器的制備方法，包括以下步驟：

(1)對芯層晶片和底層包層晶片的鍵合面進行清洗拋光；

(2)將拋光后的芯層晶片和底層包層晶片再次清洗后，于室溫，0.8～2MPa下進行預鍵合，然后由80～100℃逐漸升溫至900～1100℃，進行高溫退火處理，再次完成鍵合；

(3)對步驟(2)所得產物中芯層晶片未鍵合的一面進行磨削，然后與頂層包層晶片一同重復步驟(1)和步驟(2)，使頂層包層晶片與芯層晶片完成鍵合，得到具有“三明治”結構的諧振器。

進一步地，步驟(1)中芯層晶片和底層包層晶片的鍵合面的拋光度達到光學二級以上。

采用上述方法制備得到的諧振器。

進一步地，諧振器呈圓柱形，其包括由上至下鍵合的頂層包層晶片、芯層晶片和底層包層晶片；頂層包層晶片、芯層晶片和底層包層晶片均呈圓柱形。

進一步地，頂層包層晶片和底層包層晶片為同種材料，且芯層晶片材料的折射率大于頂層包層晶片和底層包層晶片，熱光系數與頂層包層晶片和底層包層晶片相反。

進一步地，芯層晶片半徑為微米量級。

進一步地，頂層包層晶片和底層包層晶片半徑一致，且均為毫米量級。

進一步地，諧振器直徑為毫米量級，其側面粗糙度為亞微米量級。

本發明的有益效果為：

1、本發明制備得到的諧振器的頂層包層晶片和底層包層晶片部分通過鍵合工藝，緊密貼合在芯層晶片部分的兩側，且芯層晶片的折射率大于頂層包層晶片和底層包層晶片的折射率，且熱光系數與頂層包層晶片和底層包層晶片相反，可以很好的將芯層晶片諧振器部分的光限制住在芯層晶片中傳輸，同時也被用作熱量補償的手段，減小了溫度變化對諧振器帶來的影響，增強了諧振器結構的穩定性。

2、本發明制備得到的諧振器由呈圓柱形的頂層包層晶片，中間芯層晶片，底層包層晶片三層結構通過鍵合工藝制成，得到呈“三明治”結構的圓柱形諧振器，其側面為光滑的圓柱曲面，僅通過拋光即能使其粗糙度達亞微米量級，而無需額外的加工為特定的曲面，降低了設計和加工的復雜度。