[发明专利]45°硅基反射镜及其制作方法

说明书

本发明公开了一种45°硅基反射镜及其制作方法。所述制作方法包括：使100晶面的硅片的表面沿110方向定向腐蚀产生倾斜面以及沿100方向定向腐蚀产生平行面，获得反射镜集合体；从所述反射镜集合体上切割分离获得反射镜前体；将所述反射镜前体中倾斜面的粗糙度等级抛光至镜面级；从抛光后的所述反射镜前体中切割分离获得45°硅基反射镜。本发明提供的制作方法通过腐蚀，先得到45°的基础面，再通过冷加工的方法，将45°斜面抛光至镜面级，弥补了目前的技术不足，大大提升了硅基反射镜的反射率，工艺过程以及反射镜的结构简单，显著降低了制作成本，满足了广泛应用的需求。

技术领域

本发明涉及光学精密加工技术领域，尤其涉及一种45°硅基反射镜及其制作方法。

背景技术

目前，湿法腐蚀法制备硅基反射镜通常采(100)晶面的硅片,腐蚀斜面(111)面和晶面(100)，腐蚀产生的两个腐蚀面的夹角为54.74°，(111)面作为反射面，(111)面的性质稳定且光滑，可直接做为光学反射镜面使用。

45°反射镜在光学系统中广泛应用，起到光路90度转换，以及入射光和反射光形成90度夹角的作用。在硅光子集成芯片中，45°反射镜可以将波导中的光垂直反射出芯片，比其他角度，例如上述湿法腐蚀所制备的54.74°的硅反射镜光路调整更简单，因为集成度和成本需求，所以硅腐蚀45°反射镜具有很高的应用价值。

但是(100)的硅片很难制造得到能够直接作为反射面使用的45°的镜面，其主要原因是湿法腐蚀后的(100)面和(110)面(其夹角为45°)的表面的微观结构不平整，均略有小坑(比较粗糙)，不可直接作为光学镜面的反射面。

中国发明专利CN112764144A提供了一种45°硅反射镜的设计制造结构以及制造方法，利用夹角为54.74°(111)面与设计在硅反射镜背面的台阶结构调整该反射镜的角度，使之形成45°角，但成型后上下面存在不平行的现象，且底部无法稳定固定；

中国发明专利CN112782794A也提供了一种一种45°角反射镜面光滑度的制造结构以及制造方法，将(110)面形成的粗糙的45°反射面上覆设熔融材料并加热融化而形成光滑平面并镀覆金属反射层，从而克服了上述(110)面粗糙度过大的问题，该技术存在结构复杂，成本高昂，且不能满足纯硅衬底的需求，存在局限性，不利于硅基45°反射镜的广泛应用；

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于结合了湿法腐蚀与冷加工的方法，提供一种45°硅基反射镜及其制作方法。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

第一方面，本发明提供一种45°硅基反射镜的制作方法，包括：

1)使100晶面的硅片的表面沿110方向定向腐蚀产生倾斜面以及沿100方向定向腐蚀产生平行面，获得反射镜集合体；

2)从所述反射镜集合体上切割分离获得反射镜前体；

3)将所述反射镜前体中倾斜面的粗糙度等级抛光至镜面级；

以及，4)从抛光后的所述反射镜前体中切割分离获得45°硅基反射镜。

第二方面，本发明还提供一种上述制作方法制作的45°硅基反射镜，所述45°硅基反射镜包括与其底面呈45°夹角的倾斜面，所述倾斜面的粗糙度等级为镜面级。

基于上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：

本发明提供的45°硅基反射镜的制作方法通过腐蚀，先得到45°的基础面，再通过冷加工的方法，将45°斜面抛光至镜面级，弥补了目前的技术不足，大大提升了硅基反射镜的反射率，工艺过程以及反射镜的结构简单，显著降低了制作成本，满足了广泛应用的需求。