[发明专利]一种纳米腔光机械谐振器的热应力测量方法

权利要求书

1.一种纳米腔光机械谐振器的热应力测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤100：制备一纳米腔光机械谐振器，所述纳米腔光机械谐振器包括振子薄膜；

步骤200：测量获得所述振子薄膜在不同温度下所对应的谐振频率；

步骤300：将所述振子薄膜的谐振频率转化为热应力，并绘制所述振子薄膜的热应力与温度之间的关系曲线；

其中，在步骤300中，将所述振子薄膜的谐振频率转化为热应力，并绘制所述振子薄膜的热应力与温度之间的关系曲线的步骤如下：

步骤310：在初始温度下获得所述振子薄膜的初始谐振频率；

步骤320：将所述振子薄膜的初始谐振频率及其振子参数进行仿真模拟，得到所述振子薄膜的初始热应力；

步骤330：根据所述振子薄膜的初始热应力及其在不同温度下所对应的谐振频率，计算出所述振子薄膜在不同温度下所对应的热应力，所述振子薄膜的热应力满足如下公式：

，

其中，ƒ为所述振子薄膜的谐振频率，ƒ0为所述振子薄膜的初始谐振频率，σ为所述振子薄膜的热应力，σ0为所述振子薄膜的初始热应力；

步骤340：根据所述振子薄膜在不同温度下的热应力，绘制出所述振子薄膜的热应力与温度之间的关系曲线。

2.根据权利要求1所述的纳米腔光机械谐振器的热应力测量方法，其特征在于，在步骤100中，制备所述纳米腔光机械谐振器的步骤如下：

步骤110：取一段单模光纤和一段空芯光纤，将所述单模光纤的第二端面以及所述空芯光纤的第一端面切平；

步骤120：将所述单模光纤切平后的第二端面与所述空芯光纤切平后的第一端面熔接在一起；

步骤130：将所述单模光纤上的空芯光纤裁切至预定长度，以使所述空芯光纤在所述单模光纤的第二端面上形成预定腔长的一光纤空腔；

步骤140：在所述空芯光纤的第二端面上形成一振子薄膜，所述振子薄膜悬空于所述光纤空腔上。

3.根据权利要求2所述的纳米腔光机械谐振器的热应力测量方法，其特征在于，在步骤140中，所述振子薄膜为石墨烯膜，在所述空芯光纤的第二端面上形成所述振子薄膜的步骤如下：

步骤141：通过化学气相沉积法在铜箔上生长形成石墨烯膜；

步骤142：采用三氯化铁溶液将所述铜箔溶解腐蚀，使所述石墨烯膜转移至所述三氯化铁溶液中；

步骤143：采用去离子水对转移有所述石墨烯膜的三氯化铁溶液进行稀释过滤，使所述石墨烯膜转移漂浮于所述去离子水上；

步骤144：将所述空芯光纤的第二端面缓慢地靠近漂浮于所述去离子水上的石墨烯膜，待所述空芯光纤的第二端面接触到所述石墨烯膜后再缓慢地将其拉离，使所述石墨烯膜转移至所述空芯光纤的第二端面上；

步骤145：对所述空芯光纤上的石墨烯膜进行干燥处理，使所述石墨烯膜悬空于所述光纤空腔上。

4.根据权利要求2所述的纳米腔光机械谐振器的热应力测量方法，其特征在于，在步骤140之后，还包括如下步骤：

步骤150：在所述振子薄膜上溅镀一反射薄膜。

5.根据权利要求2或4所述的纳米腔光机械谐振器的热应力测量方法，其特征在于，在步骤140或步骤150之后，还包括如下步骤：

步骤160：对所述振子薄膜或振子薄膜和反射薄膜进行刻蚀，使之形成多个镂空区域，将所述光纤空腔从所述镂空区域中露出。

6.根据权利要求2所述的纳米腔光机械谐振器的热应力测量方法，其特征在于，在步骤140、步骤150或步骤160之后，还包括如下步骤：

步骤170：将所述单模光纤上的空芯光纤插入到一硅毛细管内；

步骤180：将所述硅毛细管朝向所述单模光纤的一端熔接在所述单模光纤上；

步骤190：将所述硅毛细管内抽真空后，将所述硅毛细管的另一端密封设置。