[发明专利]一种片上电可调高品质薄膜微光学器件的制备方法

摘要

一种片上电可调高品质薄膜微光学器件的制备方法，包括在薄膜表面镀金属层、飞秒激光选择性烧蚀金属膜、化学机械抛光、表面镀介质膜封装以及电极制备等步骤。本发明方法制备的片上微光学器件具有极高的表面光洁度，极低的光学损耗，并且能通过电极进行电光调制或电热调制。该方法适用于各种片上薄膜(包含但不限于铌酸锂单晶薄膜、石英薄膜、硅薄膜、二氧化硅薄膜、金刚石薄膜等)上制备高品质的电可调微光学结构(包含但不限于微环腔、光波导及其耦合器件)。

主权项

1.一种片上电可调高品质薄膜微光学器件的制备方法，该制备方法包括下列步骤：步骤1)薄膜表面镀金属膜：①由上至下依次为薄膜层(10)、支柱层(9)和衬底(8)构成薄膜样品(7)，所述的薄膜层(10)由介质薄膜或半导体薄膜制成；②在所述的薄膜层(10)的表面镀金属膜(11)；步骤2)飞秒激光烧蚀：①将镀有金属膜的薄膜样品固定在装有液体的样品槽中，使液面微高于金属膜表面，然后将所述的样品槽固定在三维位移平台上；②通过显微物镜将飞秒激光聚焦在所述的金属膜(11)表面，对薄膜样品上表面进行烧蚀，同时驱动所述的三维位移平台运动，使所述的飞秒激光光束选择性去除覆盖于所述片上薄膜样品表面的金属膜，直到形成所需要的金属图案层(12)；步骤3)化学机械抛光：①将含有金属图案层的薄膜样品嵌入到模具中，利用抛光垫和抛光液进行抛光，抛光过程中，覆盖有金属图案层(12)的薄膜区域没有接触到抛光垫和抛光液而被保留，其他薄膜区域经化学机械抛光被去除，金属图案层边缘的薄膜材料离金属图案层(12)边缘越近，去除效率越低，形成楔形边角(13)；②通过光学显微镜和CCD探测器观测所述楔形边角形貌变化，当楔形边角形貌符合设计要求后，结束抛光；步骤4)金属膜(12)化学腐蚀：①将经过化学机械抛光的薄膜样品置于腐蚀液中，对所述金属图案层(12)进行腐蚀去除得到微光学结构(14)；步骤5)微光学结构表面镀介质膜(15)①在薄膜样品上的微光学结构(14)表面镀介质膜(15)；步骤6)制备三维电极①在所镀的介质膜(15)中制备三维电极(16)。