הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.

מאמר שיטה

ייצור של אולטרה סיליקה Microresonators באיכות גבוהה פקטור

16.3K צפיות

⸱

DOI:

10.3791/4164

⸱

2 ביולי 2012

 , 
1Department of Chemical Engineering and Materials Science, University of Southern California, 2Department of Electrical Engineering-Electrophysics, University of Southern California

במאמר זה

סיכום

אנו מתארים את השימוש בטכניקת לייזר פחמן דו חמצני reflow לייצר חללים סיליקה התהודה, כולל חופשית עומד microspheres ועל שבב microtoroids. שיטת reflow מסיר פגמים על פני השטח, מה שמאפשר חיים ארוכים פוטון בתוך המכשירים. המכשירים וכתוצאה מכך יש אולטרה גורמים באיכות גבוהה, מה שמאפשר יישומים החל התקשורת כדי biodetection.

תקציר

חללי תהודה מסוג "גלריה לוחשת" (Whispering gallery) כולאים אור במסלולים מעגליים בפריפריה שלהם.1-2 זמן השמירה של הפוטונים בחלל, המכומת על ידי מקדם האיכות (Q) של החלל, יכול לעלות על 500ns עבור חללים עם מקדמי Q הגבוהים מ-100 מיליון. כתוצאה מהפסדי החומר הנמוכים שלהן, מיקרו-חללי סיליקה הדגימו כמה מזמני חיי הפוטונים הארוכים ביותר עד כה1-2. מכיוון שחלק מהאור המסתובב חורג אל מחוץ לרזונטור, ניתן להשתמש במכשירים אלו גם לבדיקת הסביבה. אינטראקציה זו אפשרה ניסויים רבים בביולוגיה, כגון זיהוי ביולוגי של מולקולה בודדת וקינטיקה של נוגדן-אנטיגן, כמו גם תגליות בתחומים אחרים, כגון פיתוח מיקרו-לייזרים בעלי סף נמוך במיוחד, אפיון שכבות דקות ומחקרי אלקטרודינמיקה קוונטית בחלל תהודה.3-7

שתי הגאומטריות העיקריות של חללי תהודה מסיליקה הן המיקרו-ספירה (microsphere) והמיקרו-טורואיד (microtoroid). שני ההתקנים נשענים על שלב של היתוך באמצעות לייזר פחמן דו-חמצני כדי להשיג את מקדמי ה-Q העל-גבוהים שלהם (Q>100 מיליון).1-2,8-9 עם זאת, קיימים מספר הבדלים בולטים בין שני המבנים. מיקרו-ספירות מסיליקה הן מבנים עומדים באופן עצמאי, הנתמכים על ידי סיב אופטי בודד, בעוד שמיקרו-טורואידים מסיליקה ניתנים לייצור על גבי פרוסת סיליקון במערכים גדולים באמצעות שילוב של שלבי ליתוגרפיה ותעשייה (etching). הבדלים אלו משפיעים על השאלה איזה התקן הוא האופטימלי עבור ניסוי נתון.

כאן אנו מציגים פרוטוקולי ייצור מפורטים עבור שני סוגי חללי התהודה. בעוד שייצורם של חללי תהודה מסוג מיקרו-ספירה הוא פשוט למדי, ייצורם של חללי תהודה מסוג מיקרו-טורואיד דורש ציוד ומתקנים מיוחדים נוספים (חדר נקי). לפיכך, דרישה נוספת זו עשויה להשפיע על בחירת ההתקן עבור ניסוי נתון.

מבוא

מהוד רזוננס אופטי כולא אור ביעילות באורכי גל ספציפיים, המכונים אורכי הגל הרזוננטיים של המכשיר. 1-2 מדד האיכות הנפוץ עבור מהודים אופטיים אלה הוא מקדם האיכות, או Q. מונח זה מתאר את זמן חיי הפוטון (τo) בתוך המהוד, אשר קשור ישירות להפסדים האופטיים של המהוד. לפיכך, למהוד אופטי בעל מקדם Q גבוה יש הפסדים אופטיים נמוכים, זמני חיי פוטונים ארוכים וקצבי דעיכה של פוטונים נמוכים מאוד (1/τo). כתוצאה מזמני חיי הפוטונים הארוכים, ניתן לבנות עוצמות שדה אופטיים מסחררים גבוהות ביותר במכשירים אלה. תכונה ייחודית זו אפשרה להשתמש במכשירים אלה כמקורי לייזר וכחיישנים ביולוגיים משולבים.10

תת-מחלקה ייחודית של רזונטורים היא מיקרו-חלל אופטי במצב גלריית לחישות (whispering gallery mode). במכשירים אלו, האור מוגבל למסלולים מעגליים בפריפריה. לפיכך, השדה אינו מוגבל לחלוטין בתוך המכשיר, אלא דועך באופן אוונסנטי אל הסביבה. חללים אופטיים במצב גלריית לחישות הדגימו כמה ממקדמי האיכות הגבוהים ביותר שנמדדו עד היום בכל חלל רזוננסי אופטי.9,11 בשל כך, מכשירים אלו משמשים במגוון תחומים במדע ובהנדסה, כולל במחקרי פיזיקה יסודית, בתקשורת ובניסויי זיהוי ביולוגי. 3-7,12

ניתן לייצר מיקרו-חללים אופטיים (Optical microcavities) ממגוון רחב של חומרים ובמגוון רב של גאומטריות. מספר דוגמאות כוללות מיקרו-טורואידים של סיליקה וסיליקון, מיקרו-דיסקים של סיליקון, סיליקון ניטריד וסיליקה, מיקרו-עמודים, ומיקרו-טבעות של סיליקה ופולימר.13-17 הטווח של מקדם האיכות (Q) משתנה באופן דרמטי בדומה לגאומטריה. למרות שגם הגאומטריה וגם Q גבוה הם שיקולים חשובים בכל תחום, ביישומים רבים, ניתן להשיג שיפור משמעותי הרבה יותר בביצועי המכשיר באמצעות הגברת ה-Q. מבין האפשרויות הרבות שפורטו קודם לכן, רזונטורי מיקרו-ספירה של סיליקה ומיקרו-טורואיד של סיליקה השיגו כמה ממקדמי ה-Q הגבוהים ביותר עד כה.1,9 בנוסף, כתוצאה מההפסד האופטי הנמוך ביותר של סיליקה מאור נראה ועד לאינפרא-אדום הקרוב (near-IR), הן מיקרו-ספירות והן מיקרו-טורואידים מסוגלים לשמור על מקדמי ה-Q שלהם על פני טווח רחב של אורכי גל לבדיקה.18 לבסוף, מכיוון שסיליקה היא ביואקומפטבילית מטבעה, היא משמשת באופן שגרתי בניסויי ביו-זיהוי.

בנוסף לספיגת חומר גבוהה, קיימים מספר מנגנוני הפסד פוטנציאליים אחרים, הכוללים חספוס פני שטח, הפסדי קרינה והפסדים כתוצאה מזיהום.2 באמצעות אופטימיזציה של גודל ההתקן, ניתן לבטל את הפסדי הקרינה, הנובעים מכליאה לקויה של השדה האופטי בתוך ההתקן. באופן דומה, אחסון של התקן בסביבה נקייה כראוי יכול למזער את זיהום פני השטח. לפיכך, בנוסף להפסדי חומר, פיזור פני שטח הוא מנגנון ההפסד העיקרי המעורר דאגה.2,8

במכשירים העשויים סיליקה, פיזור פני השטח ממוזער באמצעות טכניקת reflow בלייזר, הממיסה את הסיליקה באמצעות reflow המושרה על ידי מתח פני שטח. בעוד שמהודים אופטיים כדוריים נחקרים מזה שנים רבות, רק עם ההתקדמויות האחרונות בטכנולוגיות הייצור הצליחו חוקרים לייצר מיקרו-מהודים אופטיים טורידליים מסיליקה באיכות גבוהה (Q>100 מיליון) על מצע סיליקון, ובכך סללו את הדרך לאינטגרציה עם מיקרופלואידיקה.1

סדרת הפרוטוקולים הנוכחית מפרטת כיצד לייצר חללי תהודה מסוג מיקרו-ספירות סיליקה ומיקרו-טורואידים. בעוד שחללי תהודה של מיקרו-ספירות סיליקה הם מוכרים ומבוססים, חללי תהודה של מיקרו-טורואידים הומצאו רק לאחרונה.1 מכיוון שרבות מהשיטות הבסיסיות המשמשות לייצור המיקרו-ספירה משמשות גם בהליך הייצור המורכב יותר של המיקרו-טורואיד, שילוב שניהם בפרוטוקול אחד יאפשר לחוקרים לבצע איתור תקלות בניסויייהם בצורה קלה יותר.

פרוטוקול

1. Microsphere ייצור

  1. בחר כמות קטנה (כ 5 ס"מ) של סיב אופטי, פס ~ 1.5 "חיפוי מקצה אחד ולנקות עם מתנול או אתנול (איור 1 א, ב).
  2. אם זמין, לדבוק בסוף עם סיב אופטי קופיץ. אם לא זמין, לחתוך עם מספרי תיל או מספריים כאלה ~ 0.5 "שנשאר. היתרון של שימוש בסיבים אופטיים קופיץ הוא שהיא מייצרת מאוד חלקה, חתך אחיד כמו איור 1 ב. החספוס מוגזמת או פגמים מחתך עלול לגרום reflow אחיד, ובכך מפחית את גורם איכות בתחומי וכתוצאה מכך.
  3. לחשוף את סוף סיבים כדי לנקות 3W כוח לייזר CO 2 ממוקדת גודל ~ במקום 500μm בקוטר של 1 ~ 2 (איור 1 ג, ד, ה). זה מייצר כדורים ~~~HEAD=NNS 200μm בקוטר, אך גודל יכול להיות מכוון על ידי הגדלת או הקטנת הקוטר של הסיב האופטי. מעט התאמת עוצמת הלייזר גם בצורך תחומי reflow גדול או קטן יותר אלקטרוני.

2. Microtoroid ייצור

  1. לתכנן ולבצע photomask, עם עיגולים שחורים מוצקים, על המרווח ואת קוטר על פי בחירתך. חשוב לציין כי את הכעכים המיוצרים יהיה 25-30% יותר מאשר את העיגולים על המסכה. לדוגמה, עיגול מלא בקוטר של 100 מיקרון יפיק toroid בקוטר של כ 75 מיקרון. כמו כן, מומלץ להשאיר לפחות 1-2 מ"מ של רווח בין כל מעגל ולפחות 5 מ"מ של רווח בין מערכים של במעגלים סביב קצות המסיכה. מאז פרוסות המדגם יש לטפל בזהירות עם הפינצטה, חשוב להשאיר מקום את פינצטה עד אחיזה מבלי לפגוע הכעכים. שטח נוסף גם מספק מקום סיבים אופטיים מחודדות לאור הזוג לתוך המכשירים מוגמרים, ומאפשר דגימות להיות חתוך מערכים קטנים יותר בקלות רבה יותר. על הליך זה, השתמשנו מסכה עם שורות של 160 מיקרומטר דיחוגים ameter ~ 1mm זה מזה, עם 5 מ"מ ~ של רווח בין כל שורה של עיגולים. את הכעכים סיימו כ 110 מיקרומטר בקוטר.
  2. להתחיל עם פרוסות סיליקון עם שכבת 2 מיקרומטר עבה של סיליקה גדל תרמית. לבקע את פרוסות להתאים את הדפוס הרצוי microdisk על מסכת photolithography, משאיר מקום photoresist קצה חרוז. שים לב, בתחילת ייצור, זה בדרך כלל הכי נוח למערכי מספר לחרוט של מעגלים על פיסות גדולות יותר של פרוסות סיליקון (~ ס"מ למספר סביבות כמה ס"מ). פרוסות גדולות יותר לאפשר photolithography ואת הבנק המרכזי של אנגליה חריטה של ​​דוגמאות נוספות בכל פעם, ואת הטיפול ביתר קלות עם פינצטה. מאוחר יותר, לפני שלב XeF 2 תחריט, מומלץ לדבוק פרוסות גדולות יותר למערכים קטנים יותר כדי לאפשר מהר יותר, אחיד יותר XeF 2 תחריט.
  3. ב fumehood, ניקיון יסודי של ופלים ידי שטיפה עם מתנול אצטון, isopropanol, ומים deionized. לפוצץ את הדגימות לייבש באמצעות חנקן או comp מסונניםאקדח אוויר ressed, ומניחים אותם על צלחת חמה להגדיר עד 120 מעלות צלזיוס למשך 2 דקות לפחות לייבוש.
  4. לאחר להניח את פרוסות מגניב, למקם אותם fumehood דליק / ממס ולחשוף את HMDS במשך 2 דקות בשיטת שיקוע. השיטה פשוטה בתצהיר אדי: לשים כמה טיפות של HMDS בכוס קטנה 10 מ"ל, ואז לכסות את ופלים כוס קטנה עם מיכל זכוכית גדול לקיים אדי.
  5. מניחים דגימה על הצנטריפוגה עם הר בגודל מתאים. באמצעות בקבוק טפטפת או מזרק מסנן, להחיל photoresist המדגם. ספין S1813 photoresist המעיל על מדגם זה למשך 5 שניות על 500rpm, ואחריו 45 שניות על 3000rpm. הסרת הקצה ביד לא נדרש אם רקיק הוא גדול מספיק כדי חרוז קצה אינו מפריע דפוסים.
  6. לאפות רך photoresist על פלטה חשמלית על 95 מעלות צלזיוס למשך 2 דקות.
  7. שימוש aligner מסכת UV ו photomask הרצוי, לחשוף את photoresist מכוסי דגימותבסך הכל 80mJ/cm 2 של קרינת UV.
  8. לטבול את דגימות מפתח-321 MF להסיר photoresist שנחשף לאור UV. תוך פיתוח, מקרוב ולראות איך photoresist יוסר רקיק ופיזר. חשוב לעורר / סוויש מיכל כל הזמן במהלך תהליך זה כדי להבטיח את photoresist מוסר אחיד. עבור הפרמטרים שניתנו, photoresist לוקח כ 30 שניות לפתח.
  9. כאשר רוב photoresist רצויות נמס על היזם, לשטוף את הדגימות באופן יסודי מתחת למים זורמים, לייבש בעדינות לפוצץ את הדגימות באמצעות חנקן או אקדח אוויר, לבדוק את דגימות במיקרוסקופ על מנת להבטיח את כל photoresist רצוי הוסר. במידת הצורך, דוגמאות ניתן לטבול שוב מפתח, אך יש להיזהר לא overdevelop דגימות כמו דפוסי photoresist הרצויות יכול גם להינזק. (אם את התבניות הרצויות פגומים או פגום, photoresist יכול להיותלהסיר עם אצטון צעדים 2.1-2.9 ניתן לחזור שוב).
  10. לאחר פיתוח, לשטוף ביסודיות את דגימות מים זורמים, לייבש בעדינות לפוצץ את הדגימות, וקשה לאפות אותם על צלחת חמה ב 110 מעלות צלזיוס למשך 2 דקות. פעולה זו מחממת את photoresist מעל הטמפרטורה שלו בכוס מעבר, reflowing photoresist וחספוס חלקית תיקון שהתרחש במהלך תהליך פיתוח.
  11. באמצעות טפלון מכולות ציוד מגן הצורך, לטבול את דגימות משופרת שנאגרו תחמוצת איכול (BOE). הבנק המרכזי של אנגליה מכיל HF, אשר etches סיליקה לא מכוסה על ידי photoresist ליצירת כריות סיליקה מעגליות על פרוסות סיליקון סיליקון (איור 2 א, ג). HF שנאגרו שיפור מייצרת חלק לחרוט, החספוס צמצום בחוגים סיליקה וכתוצאה מכך. למרות שניתן לערבב שנאגרו HF החל HF 49%, זה יכול להוביל לתוצאות משתנה מאוד כמו בדרך כלל רק כמויות קטנות עשויים.
  12. לאחר כ 15-20 דקות (דepending על דפוסי לדוגמה, גדלים מספר דגימות), להסיר את דגימות הבנק המרכזי של אנגליה טפלון באמצעות פינצטה. בזהירות לשטוף את דגימות מים זורמים. סיליקה הוסר כאשר הדגימות להיות הידרופובי.
  13. לאחר תחריט, שטיפה, וייבוש דגימות, לבדוק אותם באמצעות מיקרוסקופ אופטי. ודא את הדפוסים הרצויים נחקקו לחלוטין וכל סיליקה רצוי הוסר. במידת הצורך, להחזיר את דגימות הבנק המרכזי של אנגליה על תחריט נוסף. יש להיזהר לא overetch דגימות, או עיגולים מתחת photoresist פגום.
  14. לאחר תחריט הבנק המרכזי של אנגליה הושלמה, יש לשטוף ביסודיות את דגימות המים deionized ולפוצץ יבש. אם הדגימות הן על פיסות גדולות של פרוסות סיליקון, מומלץ גם לחתוך אותם (בעזרת מסור חיתוך או להב חיתוך יהלומים) לחתיכות קטנות יותר עם שורות בודדות של חוגים סיליקה. שורות בודדות של חוגים חקוקות מהר יותר באופן אחיד XeF2 תחריט צעד (2.16). אבק סיליקון המיוצר על ידי חיתוך יוסר במהלך ניקוי בשלב הבא.
  15. הסר את photoresist על ידי שטיפה עם מתנול אצטון, isopropanol, ומים deionized, ולייבש את הדגימות באמצעות אקדח חנקן חימום על צלחת 120 ° C חם לפחות 2 דקות.
  16. באמצעות חרט 2 XeF, לערער סיליקון מתחת כריות סיליקה סיבוביות כדי ליצור microdisks סיליקה (איור 2 ד, ו). הסכום חקוק צריך להיות כ 1/3 של גודל המעגל של סיליקה, כך העמוד microdisk של המתקבל הוא כ 1/3-1/2 של קוטר הדיסק הכולל, כפי שנקבע עם מיקרוסקופ אופטי על ידי בדיקה. מספר XeF 2 פעימות ומשך הדופק בכל תלוי בכמות של סיליקון בחדר וסוג חרט 2 XeF בשימוש.
  17. לאחר תחריט 2 XeF, לחשוף את דגימות קרן ממוקדת 2 CO לייזר על כ 1העוצמה של 2W ~ 3 שניות או עד toroid חלקה נוצר (איור 2G-I). בהתאם לגודל המדוייק של הדיסק ואת כמות XeF 2 לערער, ​​בעוצמה מעט גבוהה יותר או נמוכה יותר וזמן החשיפה עשוי להיות נחוץ כדי ליצור microtoroid. חשוב שמרכז קרן לייזר מרכז microdisk מיושרים, כך microdisk סיליקה יהוו microtoroid חלק, עגול.

3. נציג תוצאות

המכשירים microsphere ו microtoroid ניתן הדמיה הן באמצעות מיקרוסקופיה אופטית במיקרוסקופ אלקטרונים סורק (1D דואר ואיור איור 2h, ט). על כל התמונות, את האחידות של פני השטח את המכשיר לידי ביטוי באופן ברור.

כדי לוודא גישה מפורט יוצר גבוהה במיוחד-Q התקנים, אנחנו מאופיינים גם גורם Q של מספר התקנים על ידי ביצוע מדידה (Δλ) linewidth וחישוב טעוןש מביטוי פשוטה: Q = λ / Δλ = ωτ, שם λ = אורך גל התהודה, תדירות ω = ו = τ החיים פוטון. ספקטרום מייצג של כל התקן מפוברק באמצעות הנהלים המפורטים לעיל 1,9 ו גרף השוואה של מספר התקנים מוצגת באיור 3. גורמי איכות של כל המכשירים הם מעל 10 מיליון דולר, עם הרוב להיות מעל 100 מיליון דולר.

הספקטרום של microsphere היה תהודה יחיד, המציין כי האור יחד למצב או כיוון השעון או נגד כיוון השעון אופטי להפצת. עם זאת, קשת toroid הציג תהודה מפוצל, המציין כי לאור מצמידים את שני המצבים כיוון השעון ונגד כיוון השעון בו זמנית. תופעה זו מתרחשת כאשר יש פגם קל באתר צימוד. על ידי התאמת הקשת כדי כפול הלורנצי, גורם Q של שני המצבים ניתן לקבוע. תהודה פיצול phenomeנה יכולה להתרחש בתחום והן תהודה toroid, אך הוא ציין בתדירות גבוהה יותר הכעכים כפי שהם רגישים יותר פגמים ויש להם מצבי אופטיים פחות לעומת תחומים.

figure-protocol-1
1. תרשים זרימה תרשים של תהליך ייצור חלל microsphere. א) טיוח ו ב) מיקרוסקופ אופטי של סיבים אופטיים לנקות ביקע. ג) טיוח, ד) מיקרוסקופ אלקטרוני אופטי) סריקת מיקרוסקופ אלקטרונים של microspere מהוד.

figure-protocol-2
2. איור תרשים זרימה של תהליך ייצור חלל microtoroid. Rendering), ב) העליונה צפה מיקרוסקופ אופטי ו-C) מצד השקפת סריקת מיקרוסקופ אלקטרונים של משטח תחמוצת מעגלי, כפי שהוגדר על ידי photolithography תחריט הבנק המרכזי של אנגליה. הערה קלה טריז צורה של תחמוצת שנוצר על ידי הבנק המרכזי של אנגליה. ד), עיבוד ה) העליונה נוף מיקרוסקופ אופטי F) הצדדית סריקת מיקרוסקופ אלקטרונים של משטח תחמוצת אחרי צעד XeF 2 תחריט. ראוי לציין, כי הדיסק תחמוצת שומרת בפריפריה בצורת טריז. ז) טיוח, ח) העליונה צפה מיקרוסקופ אופטי ואני) הצדדית סריקת מיקרוסקופ אלקטרונים של חלל microtoroid.

figure-protocol-3
איור 3. איכות נציג גורם ספקטרום של microsphere) ו ב) חללי התהודה microtoroid כפי שנקבע בשיטת המדידה linewidth. ב גבוהות מאוד במכשירים ש, ניתן להבחין במצב פיצול או שיא כפול, שבו האור משקפת את הפגם קטן מסתובב לשני הכיוונים בכיוון השעון נגד כיוון השעון. ג) גרף המציג השוואה בין הגורמים ש של microsphere כמה חללים ואת התהודה microtoroid. לחץ כאן דמות גדולה .

= "Jove_content"> figure-protocol-4
איור 4. סכמטי של reflow 2 CO לייזר הגדרת. 2 CO קרן לייזר (קו כחול מלא) באה לידי ביטוי והתמקד המדגם. זה עובר את 10.6 מיקרומטר / 633 ננומטר קרן combiner, אשר מעביר 10.6 מיקרומטר ומשקף 633 ננומטר. התמונות העמודות אופטיים השתקפות של המדגם מעל combiner קרן, לכן, התמונה קצת אדום. רשימת החלקים הדרושים עבור התקנה זו בלוח 4.

figure-protocol-5
איור 5. נכונה reflowed microsphere) ו-B) חללים התהודה microtoroid. בשל מיקום שגוי בתוך הקורה, המכשיר הוא מל בנוי. ג) בעקבות photomask עניים או ליתוגרפיה עניים, toroid הוא בצורת ירח.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

כמו כל מבנה אופטי, שמירה על ניקיון בכל שלב של תהליך הייצור הוא בעל חשיבות קריטית. כמו ישנם ספרי לימוד רבים שנכתבו בנושא ליתוגרפיה ייצור, ההמלצות הבאות לא נועדו להיות מקיף, אבל להדגיש כמה מהבעיות הנפוצות יותר בפני החוקרים. 19-20

בגלל אחידות בפריפריה של microtoroid נקבע על אחידות של הדיסק הראשון, חשוב מאוד דיסקים דפוס עגול מאוד. בעיות נפוצות ספציפיות microtoroid הם: 1) pixilation של צילום המסכות, 2) phot...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

אין ניגוד עניינים הצהיר.

תודות

Maker א נתמך על ידי קרן אננברג מחקר לתואר שני התמחות, וזה עבודה נתמך על ידי הקרן הלאומית למדע [085281 ו 1028440].

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
שם החלק חברה מספר קטלוגי תגובות
סיבים סופר ניופורט F-RFS לא חובה
סיב אופטי ניופורט F-SMF-28 כל סוג של סיב אופטי ניתן להשתמש.
ציפוי סיבי חשפנית ניופורט F-STR-175 חשפניות תיל יכול לשמש גם
אתנול כל יצרן מרכך ברמת טוהר מתנול או Isopropanol הם תחליפים

טבלה 1. חומרי ייצור microsphere.

שם מגיב חברה <> strong מספר קטלוגי תגובות
פרוסות סיליקון עם סיליקה גדל תרמית 2μm WRS חומרים n / a אנו עושים שימוש פנימי 8, <100>, 4 "קוטר
HMDS (Hexamethyldisilazane) אולדריץ 440191
Photoresist שיפלי S1813
מפתח שיפלי MF-321
שנאגרו HF - משופר Transene n / a HF שנאגרו משופרת נותן חלק יותר, באיכות טובה יותר מאשר לחרוט רגיל הבנק המרכזי של אנגליה או HF
, מתנול אצטון, Isopropanol כל יצרן 99.8% טוהר

טבלה 2. MICRייצור חומרים otoroid.

שם ציוד יצרן מספר קטלוגי תגובות
טווה Solitec 5110-ND כל הצנטריפוגה ניתן להשתמש.
Aligner זיס MicroTec MJB 3 כל aligner ניתן להשתמש.
XeF 2 חרט תקשורת מתקדם Devices, Inc # ADCETCH2007

לוח 3. ציוד Microtoroid ייצור.

שם החלק חברה מספר קטלוגי תגובות
CO 2 לייזר Synrad סדרה 48
3-Axis הבמה OptoSigma 120-0770 כניסה של ספקים אחרים.
סי רפלקטור 1 "קוטר) II-VI 308325 כניסה של ספקים אחרים.
הר gimbal קינמטית (עבור Si רפלקטור) תור Labs KX1G כניסה של ספקים אחרים.
קרן combiner (1 "קוטר) מלר אופטיקה L19100008-B0 כניסה של ספקים אחרים.
4 "עדשה אורך מוקד (1" קוטר) מלר אופטיקה או II-VI כניסה של ספקים אחרים כמו גם
ההודעות שונים, תושבות עדשה תור Labs, ניופורט, אדמונד אופטיקה או Optosigma
6000 זום מכונת חזון מערכת Navitar n / a דורש הגנרית מצלמת USB והמחשב הדמיה בזמן אמת. זה כמו לרכוש ערכת.
Focuser מערכת זום 6000 אדמונד אופטיקה 54-792 כניסה של ספקים אחרים.
XZ positioners הציר של 6000 זום פארקר Daedal CR4457, CR4452, 4499 CR4457 הוא ציר ה-X, CR4452 היא Z-ציר, 4499 גובר סוגר.

לוח 4. CO 2 reflow לייזר הגדרת.

מקורות

  1. Armani, D. K., Kippenberg, T. J., Spillane, S. M., Vahala, K. J. Ultra-high-Q toroid microcavity on a chip. Nature. 421, 925-928 (2003).
  2. Gorodetsky, M. L., Savchenkov, A. A., Ilchenko, V. S. Ultimate Q of optical microsphere resonators. Optics Letters. 21, 453-455 (1996).
  3. Armani, A. M., Kulkarni, R. P., Fraser, S. E., Flagan, R. C., Vahala, K. J. Label-Free, Single-Molecule Detection with Optical Microcavities. Science. 317, 783(2007).
  4. Choi, H. S., Ismail, S., Armani, A. M. Studying polymer thin films with hybrid optical microcavities. Optics Letters. 36, 2152-2154 (2011).
  5. Aoki, T. Observation of strong coupling between one atom and a monolithic microresonator. Nature. 443, 671-674 (2006).
  6. Hsu, H. -S., Cai, C., Armani, A. M. Ultra-low threshold Er:Yb sol-gel microlaser on silicon. Optics Express. 17, 23265(2009).
  7. Zhu, J. On-chip single nanoparticle detection and sizing by mode splitting in an ultrahigh-Q microresonator. Nature Photonics. 4, 46-49 (2009).
  8. Zhang, X., Choi, H. -S., Armani, A. M. Ultimate quality factor of silica microtoroid resonant cavities. Applied Physics Letters. 96, 153304(2010).
  9. Vernooy, D. W., Ilchenko, V. S., Mabuchi, H., Streed, E. W., Kimble, H. J. High-Q measurements of fused-silica microspheres in the near infrared. Optics Letters. 23, 247-249 (1998).
  10. Saleh, B. E. A., Teich, M. C. Fundamentals of Photonics. , 2nd edn, Wiley-Interscience. (2007).
  11. Ilchenko, V. S. Crystal quartz optical whispering-gallery resonators. Optics Letters. 33, 1569-1571 (2008).
  12. Soteropulos, C., Hunt, H., Armani, A. M. Determination of binding kinetics using whispering gallery mode microcavities. Applied Physics Letters. 99, 103703(2011).
  13. Barclay, P. E., Srinivasan, K., Painter, O., Lev, B., Mabuchi, H. Integration of fiber-coupled high-Q SiNx microdisks with atom chips. Applied Physics Letters. 89, (2006).
  14. Srinivasan, K., Painter, O. Mode coupling and cavity-quantum-dot interactions in a fiber-coupled microdisk cavity. Physical Review. A. 75, (2007).
  15. Xu, Q. F., Lipson, M. All-optical logic based on silicon micro-ring resonators. Optics Express. 15, 924-929 (2007).
  16. Martin, A. L., Armani, D. K., Yang, L., Vahala, K. J. Replica-molded high-Q polymer microresonators. Optics Letters. 29, 533-535 (2004).
  17. Chao, C. Y., Guo, L. J. Polymer microring resonators fabricated by nanoimprint technique. Journal of Vacuum Science Technology B. 20, 2862-2866 (2002).
  18. Armani, A. M., Armani, D. K., Min, B., Vahala, K. J., Spillane, S. M. Ultra-high-Q microcavity operation in H2O and D2O. Applied Physics Letters. 87, 151118(2005).
  19. Kovacs, G. T. A. Micromachined Transducers Sourcebook. , McGraw Hill. (1998).
  20. Kovacs, G. T. A., Maluf, N. I., Petersen, K. E. Bulk Micromaching of Silicon. Proceedings of the IEEE. 86, 1536-1551 (1998).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

תגיות

מיקרוספירת סיליקהמיקרוטורואיד סיליקההזחמה בלייזר CO2מדידת מקדם איכותמצב גלרי לוחשייצור רזונטור אופטיתעשייה פוטוליתוגרפיתתעשייה באמצעות קסנון דיפלואורידמדידת רוחב קומקדם Q גבוה במיוחד
ייצור של אולטרה סיליקה Microresonators באיכות גבוהה פקטור
צרו קשר
המליצו לספרייה

פרטיות

תנאי שימוש

מדיניות

זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.