Name: Fabricage en karakterisering van fotonische kristallen Slow lichtgolfgeleiders en holtes (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-11-30T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 8 s
Description: Leer de fabricage en karakterisatie van fotonische kristallen slow light golfgeleiders en holtes met behulp van elektronenbundellithografie en plasma-etsen. Deze methode ondersteunt onderzoek naar licht-materie-interacties.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

De auteurs zijn zeer erkentelijk Dr Matteo Galli, dr. Simone L. Portalupi en prof. Lucio C. Andreani van de Universiteit van Pavia voor nuttige discussies met betrekking tot de RS-techniek en de uitvoering van metingen.

Disclaimer: Het volgende protocol geeft een algemeen proces flow met betrekking tot de fabricage en karakterisering technieken voor fotonische kristal golfgeleiders en holtes. De processtroom is geoptimaliseerd voor de specifieke apparatuur in ons laboratorium en parameters kunnen verschillen als andere reagentia of apparatuur wordt gebruikt. 1. Monstervoorbereiding <ol><li> Sample splijtmachine - nemen de silicium-op-isolator (SOI) wafer en gebruik een diamant schrijver een lijn ongeveer 1-2 mm vanaf de rand van het silicium krassen, zodat de kras uitstrekt over de rand van de wafer. Lijn de kras op een rechte rand (bijvoorbeeld die van een microscoop dia) en zelfs van toepassing positieve druk aan beide zijden van de kras: de wafer zal klieven langs het kristal vliegtuig op de scratch locatie. Herhaal deze procedure om de hele chip te definiëren. </li><li> Voorbeeld Reiniging - Plaats het monster in de LET aceton met een pincet eennd reinigen in een ultrasoon bad gedurende 1-2 min. Neem het monster uit de aceton; eventuele restjes aceton uit het monster met behulp van LET isopropanol (30 sec) (beide aceton en isopropanol zijn brandbaar: gebruik een goede ventilatie en vermijd alle ontstekingsbronnen). Droog het monster met een schone droge stikstof pistool. </li><li> Spin weerstaan ​​- zet het monster op de spin-coater. Pipetteer elektron gevoelige weerstaan ​​LET ZEP520A (ZEP520A is ontvlambaar, schadelijk bij inademing en aanraking met de huid en ogen dient vermeden te worden) op het monster - gebruik genoeg weerstaan ​​om volledig te bedekken het monster zonder de weerstand stroomt over de rand. Draai het monster wordt gesorteerd zodat een ca. geven. 350 nm dikke film en bakken op een hete plaat bij 180 ° C gedurende 10 minuten. We vonden deze dikte de optimale dikte die resolutie en etch weerstand in evenwicht (zie later) zijn. </li></ol> 2. Patroon Definitie <ol><li> Design - met behulp van de juiste software, simuleren de vereiste fotonisch kristal patroon. Een gevoellooser van nuttige software pakketten zijn beschikbaar, met inbegrip van maar niet beperkt tot: MIT Photonic Bands (MPB), FullWAVE (Rsoft), MIT Elektromagnetische Vergelijking Propagation (MEEP). </li><li> Pattern Generation - maak de belichting bestanden (GDS-formaat in het algemeen) en de nabijheid fout ingesteld met behulp van de juiste software 30. </li><li> Patroon Belichting - laden van het monster in de kamer van de elektronenstraal lithografie systeem (LEO 1530 / Raith Elphy) en pomp naar beneden. Zodra vacuüm is bereikt, schakelt de EHT aanbod en ingesteld op 30 kV. Laat het systeem in deze toestand gedurende 1 uur om het monster podium en kamer naar een evenwichtstemperatuur bereiken. Set-up van de blootstelling, zoals aangegeven in de gebruikershandleiding van uw specifieke electron beam lithografie systeem. Bloot het monster met een geschikte basis stapgrootte (bijv. 2 nm) (dit is de minimale pixelgrootte dat het systeem bloot), een insteltijd van ten minste 1 ms (dit is de tijd tussen het systeem wacht bewegen van de balk en blootde bijzondere gedeelte van het patroon), en een gebied dosis van 55 μAcm -2. </li><li> Sample Development - met LET OP Xyleen (Xyleen is zowel brandbaar en zeer giftig werk in een goed geventileerde ruimte uit de buurt van ontstekingsbronnen en vermijd contact met huid en ogen) bij een temperatuur van 23 ° C te ontwikkelen het monster gedurende 45 sec. Spoel in isopropanol. </li></ol> 3. Patten Transfer <ol><li> RIE Kamer Reiniging - Stel het debiet van argon en waterstof tot 200 sccm. Gaspedaal de pomp via een vlinderklep, om kamerdruk van 1 x 10 -1 mBar bereiken. Stel het RF-vermogen van 100 W, de plasma ontsteken en laat minstens 10 min - een DC voorspanning van ongeveer 700 V opgemerkt. Na het uitschakelen van de Ar / H 2 plasma, kan de kamer op te pompen voor ongeveer 1 minuut. Stel de stroomsnelheid van zuurstof in de kamer tot 200 sccm en weer gas de kamerdruk tot 1 x 10 -1 mBar. Ignite een tweede plasmavan zuurstof met een vermogen van 100 W en lopen gedurende 5 minuten. Na deze procedures, zal de kamer vrij te zijn van verontreinigingen, zoals polymeerresten, van een vorige droge etch. Wij voeren deze procedure voor elke verandering in etch recept om maximale herhaalbaarheid te garanderen. Deze procedure is geoptimaliseerd voor ons systeem dat bestaat uit een parallelle plaat, kathode loaded, RIE, een hoofdkamer 12 inch in diameter bij 14 cm hoog, waaronder een 12 inch poort met zowel smoorklep en bevestigd turbomoleculaire pomp. </li><li> Fotonisch kristal Etching - plaats het monster in de RIE hoofdkamer en het systeem tot een achtergronddruk van &lt;3 x 10 -6 mBar te zorgen voor de kamer vrij is van water damp pomp. Begin de ets door pre-conditionering van de kamer met de ets gassen (namelijk CHF 3 en SF 6): stel het debiet van beide gassen tot 100 sccm (dat wil zeggen die een gas verhouding van 1:1) en het gebruik van de gashendel te brengen de kamer druk 5 x 10 <sup&gt; 2 mbar, zodat de gassen stromen gedurende tenminste 10 minuten. Na pre-conditioning, stelt u de RF-vermogen tot ongeveer 20 W en ontsteken een plasma, etsen van de steekproef voor ongeveer 2 minuten (de etssnelheid van silicium voor deze ets parameters is ongeveer 150 nm / min), met dien verstande dat een kamer druk van 5 x 10 -2 mBar gehandhaafd. Een DC bias tussen 200 tot 220 V moet worden bereikt door het etsen periode. </li><li> Sample Cleaning de nog overblijvende elektron gevoelige weerstaan ​​- na droge etsen, het monster te reinigen door spoelen in VOORZICHTIG 1165 Remover (1165 is brandbaar en kan irritatie veroorzaken aan ogen, neus en luchtwegen) met ultrasone agitatie voor 1-2 min, gevolgd door aceton en isopropanol zoals hierboven (stap 1.2). </li><li> Membraan Isolatie - spin-coat van het monster met UV-gevoelige foto weerstaan ​​LET Microposit S1818 G2 (S1818 G2 is zowel brandbaar en veroorzaakt irritatie van de ogen, neus en luchtwegen) (zie stap 1.3). Met een KREDIETENe fotomasker definiëren vensters binnen de resist boven de fotonisch kristal patronen met de UV masker aligner. Expose het monster voor ongeveer 30-45 sec. Ontwikkel de weerstand in VOORZICHTIG Microposit Developer MF-319 (MF-319 is een alkalische vloeistof en kan leiden tot irritatie van de ogen, neus en luchtwegen) gedurende 30-45 sec, spoelen daarna in gedeïoniseerd water. Bereid een plastic beker met een mengsel van LET 01:05 Fluorwaterstofzuur (1,1499 g / ml 48 tot 51% HF) (HF is zeer corrosief en gemakkelijk vernietigt weefsels, bij de omgang met het gebruik volledige persoonlijke beschermingsmiddelen geschikt voor HF) naar gedeïoniseerd water. Merk op dat om veiligheidsredenen alleen plastic bekers en pincet moet worden gebruikt met fluorwaterstofzuur. Dompel het monster in de Fluorwaterstofzuur mengsel gedurende 15 minuten. Na het etsen, spoel het monster in gedeïoniseerd water. Verwijder het resterende fotoresist met aceton en isopropanol (zie stap 1.2) - uit deze fase en verder ultrasone agitatie niet worden gebruikt. Om de steekproef te waarborgenwordt zo schoon mogelijk zijn, volg dan de aceton en isopropanol wassen met een spoeling in VOORZICHTIG Piranha-oplossing (Piranha-oplossing is erg energiek, explosieve en valt organische materialen, bij de omgang met volledige persoonlijke beschermingsmiddelen te gebruiken) (3:1 LET zwavelzuur (zwavelzuur zuur is bijtend en zeer giftige, bij de omgang met gebruik van persoonlijke beschermingsmiddelen en vermijd inademing van damp of nevel) met waterstofperoxide LET OP (waterstofperoxide is zeer gevaarlijk in geval van contact met de huid, bij de omgang met persoonlijke beschermingsmiddelen te gebruiken)) gedurende 5 minuten , spoel dan het monster in gedeïoniseerd water, aceton en isopropanol. Merk op dat om veiligheidsredenen alleen glazen bekers en metalen pincet moet worden gebruikt met de Piranha-oplossing. Zoals Piranha oplossing exploderen in contact met aceton of isopropanol, moet worden behandeld afstand van deze reagentia. </li><li> Facet splijtmachine - als het opstellen van een fotonisch kristal langzaam licht golfgeleider, het monster vereist facet splijten. Cleave de sample volgens dezelfde procedure als beschreven in stap 1.1, behalve dat een zo klein mogelijk kras worden gebruikt. Een SOI chip met ~ 700 urn substraat betrouwbaar kan worden gesplitst tot 4-5 mm lang monsters. </li></ol> 4. Fotonisch kristal Slow-licht Waveguide Karakterisering <ol><li> Voorlopige voorbereiding van de installatie - sluit de uitgang van een LET breedband versterkte spontane emissie (ASE) lichtbron (onzichtbare straling van IRL: onnodige hoge vermogens, bedek stralengang indien mogelijk) om een ​​3 dB fiber splitter en elk van de uitgangen te gebruiken paar licht in de twee takken van een vrije ruimte Mach-Zehnder interferometeter (MZI), zie figuur 9. Gebruik asferische lenzen om de lichtuitvoer van de vezels collimeren. In een van de armen van de interferometer gebruikt twee extra asferische lenzen koppelen van de lichtbundel in en uit het monster chip. Plaats een polarisatie beam splitter (PBS) in het monster arm TE-polariseren light invoeren van het monster. Gebruik asferische lenzen te koppelen van de gecollimeerde uitgang balken van beide armen terug in een tweede 3 dB fiber splitter, waar ze zullen recombineren. Sluit een van de uitgangen een infrarood detector en gebruik maken van de lezing van de detector om het licht koppeling te maximaliseren in het monster; sluit de andere uitgang van een optische spectrumanalyser (OSA). De twee takken van de MZI moeten ongeveer dezelfde optische lengte in de aanwezigheid van het monster: ervoor zorgen dat de vezels in de twee takken van de MZI dezelfde nominale lengte hebben en over een instelbare vertragingstrap in de referentiearm om voor fijninstelling van de lengte. In het monster arm monteren asferische lenzen op xyz precisie fasen de beste koppeling verkrijgen in het monster. </li><li> Pas verwijzing armlengte - koppel de lichtbundel op een lege (dus zonder fotonisch kristal) randgolfgeleider (van hetzelfde type als de toegang golfgeleiders die zich voeden met licht in de fotonische kristallen) wiverdunnen dezelfde chip in de steekproef arm. Voer een continue scan van de OSA en let op de gemeten golflengte spectra. Als de twee takken van de MZI hebben ongeveer dezelfde optische lengte, de spectra vertonen randen als gevolg van constructieve en destructieve interferentie, deze marge zal niet verschijnen als de armen van de MZI hebben zeer verschillende optische lengtes (&gt; ~ cm). De pony afstand is omgekeerd evenredig met het verschil in optische weglengte tussen de twee takken. Verplaats de vertraging podium om de referentie-arm korter en de franjes in de OSA acht te nemen: als ze dichter (schaarser), de verwijzing arm korter (langer) dan het monster arm. Stel de vertragingstrap ervoor te zorgen dat de referentie arm korter is dan de arm monster en resulteert in een franje afstand van ongeveer 5 tot 10 randen in een 10 nm golflengtegebied (zie figuur 10a). Tot slot, het uitvoeren van deze optimalisatie op het apparaat dat de maximale vertragingstijd biedt en blijf dan de vertraging vast gedurende de metingvan het gehele monster. </li><li> Kalibratie draaien - terwijl nog steeds afgestemd op de lege golfgeleider, lopen drie scans op de OSA: een scan voor de storing spectrum en een scan voor elk van de twee armen afzonderlijk (verkregen door het blokkeren van de andere arm). Gebruik een resolutie van ,05-+0.1 nm. Noteer elke gemeten spectrum. </li><li> Slow licht data-acquisitie - uitvoeren en vastleggen drie spectra als in stap 4.3 voor elke fotonisch kristal golfgeleider op de chip. </li><li> Fourier data-analyse - de interferentie spectrum (interferogram) I (ω) wordt wiskundig uitgedrukt door: I (ω) = S (ω) + R (ω) + sqrt [S (ω) R (ω)] {exp [iΦ (ω) - iωτ] + cc} waarin S (ω) en R (ω) de spectrale densiteiten afzonderlijk gemeten van het monster en referentie armen. De vertraging τ wordt bepaald door de positie van de vertragingstrap in de referentiegroep. De informatie over de verspreiding van het fotonisch kristal golfgeleider is in de fasetermijn, die we moeten halen uit de gemeten data. Trek de niet-storende S (ω) + R (ω) van het interferogram alleen de storende term isoleren. Bereken de Fourier-transformatie van het storende term: de term sqrt (SR) exp [i (Φ-ωτ)] en de complexe geconjugeerde overeen met pieken middelpunt op t = τ en t = τ-respectievelijk. Filter numeriek een van de twee algemene transformeren naar het frequentiedomein. Differentiëren de fase Φ (ω) - ωτ van de verkregen data met betrekking tot ω aan Δτ g, het verschil in groepvertraging tussen de twee armen verkrijgen. De groep index n = c g / v g met v g de groep snelheid, wordt gegeven door: n g = (Δτ g PhC - Δτ g cal) c / L + n cal, waar Δτ g cal wordt verkregen uit de kalibreringsgegevens genomen frOM de blanco golfgeleider, L de fotonisch kristal golfgeleider lengte en n = 2,7 cal de effectieve index van de referentie randgolfgeleider. De bijdrage aan de vertraging van de verschillende optische elementen van de installatie wordt meegenomen in de kalibratie run en wordt daarom afgetrokken in deze stap. </li></ol><ol start="6"><li> Overdrachtscurve - bereken de transmissie curve van genormaliseerd spectrum monster van een fotonisch kristal golfgeleider die van de blanco golfgeleider. </li></ol> 5. Fotonisch kristal Cavity Karakterisering <ol><li> Setup - de voorbereiding van de installatie (Figuur 14) voor RS omvat: het uitschakelen van de verwisselbare element aan de polariserende bundelsplitser, het invoegen van een polarisator in de input arm en een analysator in de uitvoer arm; flip een spiegel in de probe arm het gebruik van een infrarood bron toe, laat de verlichting van het monster. Verticaal Monteer het monster met een 45 ° oriëntatie op asvan de polarisator (figuur 18) op een differentieel aangedreven xyz micro-blok en de micro-block aanpassen zodat het monster in focus en een holte te zien met de camera, zoals in Figuur 15 (links). Met een versterkte spontane emissie (ASE) bron, sluiten de balk met het midden van de holte Figuur 15 (rechts). Flip weg de verlichting spiegel en laat de output arm om de spectrometer (monochromator met aangebouwde array detector) in te voeren. Start een brede scan met een lage tot matige resolutie om de holte pieken te identificeren. Verkrijgen grove golflengte van de resonantie in de ASE scan (Figuur 16a) met een nauwkeurigheid van 1 nm. Het is ook mogelijk de brede scan verkrijgen met een waarschuwing afstembare laserbron (TLS) (Figuur 16b) (onzichtbare IR straling onnodig hoge vermogens, betrekking stralengang indien mogelijk). Men moet oppassen dat de resolutie is ingesteld op de hoogste waarde met het oog opproeven van de line-breedte van elke piek. </li><li> Voer een hoge resolutie scans van de geïdentificeerde pieken - sluit de TLS op de ingang arm en de straal op een mW niveau verzwakken. Bereid je voor op de hoge resolutie scan doordat de uitgang arm te worden verzameld door de fotodetector en het opzetten van een continu sweep te scannen met een resolutie van 1 uur voor een 2 nm, gecentreerd op de eerder gevonden resonantie golflengte. Het belang van deze stap is de signaal-ruisverhouding (SNR) te verbeteren teneinde een Lorentz line-vormresonantie verkrijgen: de xyz positie van de micro-blok veranderen en opnieuw uitvoeren scan tot de SNR gemaximaliseerd en de lijn-vorm benadert die van een Lorentz, zoals in de sectie representatief resultaat. </li></ol>

<ol><li>Baba, T., Kawasaki, T., Sasaki, H., Adachi, J., Mori, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large+delay-bandwidth+product+and+tuning+of+slow+light+pulse+in+photonic+crystal+coupled+waveguide%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Large delay-bandwidth product and tuning of slow light pulse in photonic crystal coupled waveguide.</a> Opt. Express. 16 (12), 9245-9253 (2008).</li>
<li>Melloni, A., Canciamilla, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tunable+delay+lines+in+silicon+photonics%3A+coupled+resonators+and+photonic+crystals%2C+a+comparison%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Photon.+J%22%5BJournal%5D)">Tunable delay lines in silicon photonics: coupled resonators and photonic crystals, a comparison.</a> IEEE Photon. J. 2 (2), 181-194 (2010).</li>
<li>Ishikura, N., Baba, T., Kuramochi, E., Notomi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large+tunable+fractional+delay+of+slow+light+pulse+and+its+application+to+fast+optical+correlator%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Large tunable fractional delay of slow light pulse and its application to fast optical correlator.</a> Opt. Express. 19 (24), 24102-24108 (2011).</li>
<li>Beggs, D. M., Rey, I. H., Kampfrath, T., Rotenberg, N., Kuipers, L., Krauss, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrafast+tunable+optical+delay+line+based+on+indirect+photonic+transitions%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Ultrafast tunable optical delay line based on indirect photonic transitions.</a> Phys. Rev. Lett. 108 (21), 213901(2012).</li>
<li>Beggs, D. M., White, T. P., O'Faolain, L., Krauss, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultracompact+and+low-power+optical+switch+based+on+silicon+photonic+crystals%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Ultracompact and low-power optical switch based on silicon photonic crystals.</a> Opt. Lett. 33 (2), 147-149 (2008).</li>
<li>Nguyen, H. C., Sakai, Y., Shinkawa, M., Ishikura, N., Baba, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((10+Gb%2Fs+operation+of+photonic+crystal+silicon+optical+modulators%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">10 Gb/s operation of photonic crystal silicon optical modulators.</a> Opt. Express. 19 (14), 13000-13007 (1364).</li>
<li>Kampfrath, T., Beggs, D. M., White, T. P., Melloni, A., Krauss, T. F., Kuipers, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrafast+adiabatic+manipulation+of+slow+light+in+a+photonic+crystal%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+A%22%5BJournal%5D)">Ultrafast adiabatic manipulation of slow light in a photonic crystal.</a> Phys. Rev. A. 81 (4), 043837(2010).</li>
<li>Monat, C., Corcoran, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Slow+light+enhancement+of+nonlinear+effects+in+silicon+engineered+photonic+crystal+waveguides%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Slow light enhancement of nonlinear effects in silicon engineered photonic crystal waveguides.</a> Opt. Express. 17 (4), 2944-2953 (2009).</li>
<li>Corcoran, B., Monat, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((light+emission+in+silicon+through+slow-light+enhanced+third-harmonic+generation+in+photonic-crystal+waveguides%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Photon%22%5BJournal%5D)">light emission in silicon through slow-light enhanced third-harmonic generation in photonic-crystal waveguides.</a> Nature Photon. 3, 206-210 (2009).</li>
<li>Li, J., O'Faolain, L., Rey, I. H., Krauss, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Four-wave+mixing+in+photonic+crystal+waveguides%3A+slow+light+enhancement+and+limitations%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Four-wave mixing in photonic crystal waveguides: slow light enhancement and limitations.</a> Opt. Express. 19 (5), 4458-4463 (2010).</li>
<li>Checoury, X., Han, Z., Boucaud, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stimulated+Raman+scattering+in+silicon+photonic+crystal+waveguides+under+continuous+excitation%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Stimulated Raman scattering in silicon photonic crystal waveguides under continuous excitation.</a> Phys. Rev. B. 82 (4), 041308(2010).</li>
<li>Y, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photonic+crystal+nanocavity+laser+with+a+single+quantum+dot+gain%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Photonic crystal nanocavity laser with a single quantum dot gain.</a> Opt. Express. 17 (18), 15975-15982 (2009).</li>
<li>Ellis, B., Mayer, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultralow-threshold+electrically+pumped+quantum-dot+photonic-crystal+nanocavity+laser%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Photon%22%5BJournal%5D)">Ultralow-threshold electrically pumped quantum-dot photonic-crystal nanocavity laser.</a> Nature Photon. 24, 297-300 (2011).</li>
<li>Galli, M., Gerace, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-power+continuous-wave+generation+of+visible+harmonics+in+silicon+photonic+crystal+nanocavities%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Low-power continuous-wave generation of visible harmonics in silicon photonic crystal nanocavities.</a> Opt. Express. 18 (25), 26613-26624 (2010).</li>
<li>Notomi, M., Shinya, A., Mitsugi, S., Kira, G., Kuramochi, E., Tanabe, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+bistable+switching+action+of+Si+high-Q+photonic-crystal+nanocavities%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Optical bistable switching action of Si high-Q photonic-crystal nanocavities.</a> Opt. Express. 13 (7), 2678-2687 (2005).</li>
<li>Shambat, G., Rivoire, K., Lu, J., Hatami, F., Vučkovič, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tunable-wavelength+second+harmonic+generation+from+GaP+photonic+crystal+cavities+coupled+to+fiber+tapers%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Tunable-wavelength second harmonic generation from GaP photonic crystal cavities coupled to fiber tapers.</a> Opt. Express. 18 (12), 12176-12184 (2010).</li>
<li>Fan, S., Villeneuve, P. R., Joannopoulos, J. D., Haus, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Channel+drop+filters+in+photonic+crystals%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Channel drop filters in photonic crystals.</a> Opt. Express. 3 (1), 4-11 (1998).</li>
<li>Tanabe, T., Nishiguchi, K., Kuramochi, E., Notomi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low+power+and+fast+electro-optic+silicon+modulator+with+lateral+p-i-n+embedded+photonic+crystal+nanocavity%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Low power and fast electro-optic silicon modulator with lateral p-i-n embedded photonic crystal nanocavity.</a> Opt. Express. 17 (25), 22505-22513 (2009).</li>
<li>Nozaki, K., Tanabe, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sub-femtojoule+all-optical+switching+using+a+photonic-crystal+nanocavity%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Photon%22%5BJournal%5D)">Sub-femtojoule all-optical switching using a photonic-crystal nanocavity.</a> Nature Photon. 4, 477-483 (2010).</li>
<li>Notomi, M., Yamada, K., Shinya, A., Takahashi, J., Takahashi, C., Yokohama, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extremely+large+group-velocity+dispersion+of+line-defect+waveguides+in+photonic+crystal+slabs%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Extremely large group-velocity dispersion of line-defect waveguides in photonic crystal slabs.</a> Phys. Rev. Lett. 87 (25), 253902(2001).</li>
<li>Labilloy, D., Benisty, H., Weisbuch, C., Smith, C. J. M., Krauss, T. F., Houdré, R., Oesterle, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Finely+resolved+transmission+spectra+and+band+structure+of+two-dimensional+photonic+crystals+using+emission+from+InAs+quantum+dots%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Finely resolved transmission spectra and band structure of two-dimensional photonic crystals using emission from InAs quantum dots.</a> Phys. Rev. B. 59 (3), 1649-1652 (1999).</li>
<li>Inanç Tarhan, I., Zinkin, M. P., Watson, G. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interferometric+technique+for+the+measurement+of+photonic+band+structure+in+colloidal+crystals%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Interferometric technique for the measurement of photonic band structure in colloidal crystals.</a> Opt. Lett. 20 (14), 1571-1573 (1995).</li>
<li>Galli, M., Marabelli, F., Guizzetti, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+measurement+of+refractive-index+dispersion+of+transparent+media+by+white-light+interferometry%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Opt%22%5BJournal%5D)">Direct measurement of refractive-index dispersion of transparent media by white-light interferometry.</a> Appl. Opt. 42 (19), 3910-3914 (1364).</li>
<li>Galli, M., Bajoni, D., Marabelli, F., Andreani, L. C., Pavesi, L., Pucker, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photonic+bands+and+group-velocity+dispersion+in+Si%2FSiO2+photonic+crystals+from+white-light+interferometry%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Photonic bands and group-velocity dispersion in Si/SiO2 photonic crystals from white-light interferometry.</a> Phys. Rev. B. 69 (11), 115107(2004).</li>
<li>Vlasov, Y. A., O'Boyle, M., Hamann, H. F., McNab, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Active+control+of+slow+light+on+a+chip+with+photonic+crystal+waveguides%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Active control of slow light on a chip with photonic crystal waveguides.</a> Nature. 438, 65-69 (2005).</li>
<li>Gomez-Iglesias, A., O'Brien, D., O'Faolain, L., Miller, A., Krauss, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+measurement+of+the+group+index+of+photonic+crystal+waveguide+via+Fourier+transform+spectral+interferometry%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Direct measurement of the group index of photonic crystal waveguide via Fourier transform spectral interferometry.</a> Appl. Phys. Lett. 90 (26), 261107(2007).</li>
<li>Akahane, Y., Asano, T., Song, B. -S., Noda, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-Q+photonic+nanocavity+in+a+two-dimensional+photonic+crystal%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">High-Q photonic nanocavity in a two-dimensional photonic crystal.</a> Nature. 425, 944-947 (2003).</li>
<li>McCutcheon, M. W., Rieger, G. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Resonant+scattering+and+second-harmonic+spectroscopy+of+planar+photonic+crystal+microcavities%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Resonant scattering and second-harmonic spectroscopy of planar photonic crystal microcavities.</a> Appl. Phys. Lett. 87 (22), 221110(2005).</li>
<li>Galli, M., Portalupi, S. L., Belotti, M., Andreani, L. C., O'Faolain, L., Krauss, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Light+scattering+and+Fano+resonances+in+high-Q+photonic+crystal+nanocavities%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Light scattering and Fano resonances in high-Q photonic crystal nanocavities.</a> Appl. Phys. Lett. 94 (7), 71101(2009).</li>
<li>WÃest, R., Strasser, P., Jungo, M., Robin, F., Erni, D., Jückel, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+efficient+proximity-effect+correction+method+for+electron-beam+patterning+of+photonic-crystal+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Microelectron+Eng%22%5BJournal%5D)">An efficient proximity-effect correction method for electron-beam patterning of photonic-crystal devices.</a> Microelectron Eng. 67-68, 182-188 (2003).</li>
<li>Tanaka, Y., Asano, T., Akahane, Y., Song, B. -S., Noda, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theoretical+investigation+of+a+two-dimensional+photonic+crystal+slab+with+truncated+cone+air+holes%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Theoretical investigation of a two-dimensional photonic crystal slab with truncated cone air holes.</a> Appl. Phys. Lett. 82 (11), 1661(2003).</li>
<li>Asano, T., Song, B. -S., Noda, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+the+experimental+Q+factors+%28%7E+1+million%29+of+photonic+crystal+nanocavities%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Analysis of the experimental Q factors (~ 1 million) of photonic crystal nanocavities.</a> Opt. Express. 14 (5), 1996-2002 (2006).</li>
<li>O'Faolain, L., Schulz, S. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Loss+engineered+slow+light+waveguides%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Loss engineered slow light waveguides.</a> Opt. Express. 18 (26), 27627-27638 (2010).</li>
<li>Joannopoulos, J. D., Johnson, S. G., Winn, J. N., Meade, R. D. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aJoannopoulos%2C+JD+%22Photonic+crystals%2C+molding+the+flow+of+light%22">Photonic crystals, molding the flow of light</a>. , 2nd ed, Princeton University Press. (2008).</li>
<li>Li, J., White, T. P., O'Faolain, L., Gomez-Iglesias, A., Krauss, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Systematic+design+of+flat+band+slow+light+in+photonic+crystal+waveguides%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Systematic design of flat band slow light in photonic crystal waveguides.</a> Opt. Express. 16 (9), 6227-6232 (2008).</li>
<li>Takeda, M., Ina, H., Kobayashi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fourier-transform+method+of+fringe-pattern+analysis+for+computer-based+topography+and+interferometry%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Opt.+Soc.+Am%22%5BJournal%5D)">Fourier-transform method of fringe-pattern analysis for computer-based topography and interferometry.</a> J. Opt. Soc. Am. 72 (1), 156-160 (1982).</li>
</ol>

Geen belangenconflicten verklaard.

Voorbeeld fabricage Onze keuze van electron-beam weerstaan ​​(dat wil zeggen ZEP 520A) is te wijten aan zijn tegelijkertijd een hoge resolutie en etch weerstand. Wij geloven dat ZEP 520A kan worden beïnvloed door het UV-licht uitgezonden licht overhead laboratorium en als zodanig raden plaatsen spin-beklede monsters in UV ondoorzichtige containers tijdens het verplaatsen van het ene laboratorium naar een ander. Bewegen op waarin de fotonisch kristal patroon...

<table><tbody><tr><td>Acetone</td><td>Fisher Scientific</td><td>A/0520/17</td><td>VOORZICHTIG: ontvlambaar, gebruik goede ventilatie en vermijd alle ontstekingsbronnen.</td></tr><tr><td>Isopropanol</td><td>Fisher Scientific</td><td>P/7500/15</td><td>VOORZICHTIG: ontvlambaar, gebruik goede ventilatie en vermijd alle ontstekingsbronnen.</td></tr><tr><td>Electron Beam resist</td><td>Marubeni Europe plc.</td><td>ZEP520A</td><td>VOORZICHTIG: ontvlambaar, schadelijk bij inademing, vermijd contact met huid en ogen.</td></tr><tr><td>Xyleen</td><td>Fisher Scientific</td><td>X/0100/17</td><td>VOORZICHTIG: ontvlambaar en zeer giftig, gebruik goede ventilatie, vermijd alle ontstekingsbronnen, vermijd contact met huid en ogen.</td></tr><tr><td>Microposit S1818 G2</td><td>Chestech Ltd.</td><td>10277866</td><td>VOORZICHTIG: ontvlambaar en veroorzaakt irritatie van ogen, neus en luchtwegen.</td></tr><tr><td>Microposit Developer MF-319</td><td>Chestech Ltd.</td><td>10058721</td><td>VOORZICHTIG: alkalische vloeistof en kan irritatie van ogen, neus en luchtwegen veroorzaken.</td></tr><tr><td>Hydrofluorzuur</td><td>Fisher Scientific</td><td>22333-5000</td><td>VOORZICHTIG: uiterst corrosief, vernietigt weefsel gemakkelijk; hanteer met volledige persoonlijke beschermingsmiddelen geclassificeerd voor HF.</td></tr><tr><td>Microposit 1165 Remover</td><td>Chestech Ltd.</td><td>10058734</td><td>VOORZICHTIG: ontvlambaar en veroorzaakt irritatie van ogen, neus en luchtwegen.</td></tr><tr><td>Zwavelzuur</td><td>Fisher Scientific</td><td>S/9120/PB17</td><td>VOORZICHTIG: corrosief en zeer giftig; hanteer met persoonlijke beschermingsmiddelen en vermijd inademing van dampen of mist.</td></tr><tr><td>Waterstofperoxide</td><td>Fisher Scientific</td><td>BPE2633-500</td><td>VOORZICHTIG: zeer gevaarlijk bij contact met huid en ogen; hanteer met persoonlijke beschermingsmiddelen.</td></tr><tr><td colspan="4">Utrusting</td></tr><tr><td>Silicon-on-Insulator wafer</td><td>Soitec</td><td>G8P-110-01</td><td></td></tr><tr><td>Diamond Scribe</td><td>J M Diamond Tool Inc.</td><td>HS-415</td><td></td></tr><tr><td>Microscoopglazen</td><td>Fisher Scientific</td><td>FB58622</td><td></td></tr><tr><td>Bekers</td><td>Fisher Scientific</td><td>FB33109</td><td></td></tr><tr><td>Pincet</td><td>SPI Supplies</td><td>PT006-AB</td><td></td></tr><tr><td>Ultrasoonbad</td><td>Camlab</td><td>1161436</td><td></td></tr><tr><td>Spin-Coater</td><td>Electronic Micro Systems Ltd.</td><td>EMS 4000</td><td></td></tr><tr><td>Pipet</td><td>Fisher Scientific</td><td>FB55343</td><td></td></tr><tr><td>E-beam litografiesysteem</td><td>Raith Gmbh</td><td>Raith 150</td><td></td></tr><tr><td>Reactieve Ionen Etching Systeem</td><td>Eigen ontwerp</td><td>--</td><td></td></tr><tr><td>UV Mask Aligner</td><td>Karl Suss</td><td>MJB-3</td><td></td></tr><tr><td>ASE bron</td><td>Amonics</td><td>ALS-CL-15-B-FA</td><td>VOORZICHTIG: onzichtbare IR-straling.</td></tr><tr><td>Single mode vezels</td><td>Thorlabs</td><td>P1-SMF28E-FC-2</td><td></td></tr><tr><td>3 dB vezel splitters</td><td>Thorlabs</td><td>C-WD-AL-50-H-2210-35-FC/FC</td><td></td></tr><tr><td>Asferische lenzen</td><td>New Focus</td><td>5720-C</td><td></td></tr><tr><td>XYZ stages</td><td>Melles Griot</td><td>17AMB003/MD</td><td></td></tr><tr><td>Polariserende beamsplitter kubus</td><td>Thorlabs</td><td>PBS104</td><td></td></tr><tr><td>IR detector</td><td>New Focus</td><td>2033</td><td></td></tr><tr><td>100&#215; Objectief</td><td>Nikon</td><td>BD Plan 100x</td><td></td></tr><tr><td>Oscilloscoop</td><td>Tektronix</td><td>TDS1001B</td><td></td></tr><tr><td>Optische Spectrum Analyzer</td><td>Advantest</td><td>Q8384</td><td></td></tr><tr><td>IR sensorkaart</td><td>Newport</td><td>F-IRC2</td><td></td></tr><tr><td>TLS bron</td><td>Agilent</td><td>81940A</td><td>VOORZICHTIG: onzichtbare IR-straling.</td></tr><tr><td>IR Camera</td><td>Electrophysics</td><td>7290A</td><td></td></tr><tr><td>IR Detector</td><td>New Focus</td><td>2153</td><td></td></tr><tr><td>Digitaal Multimeter</td><td>Agilent</td><td>34401A</td><td></td></tr><tr><td>Verlichting</td><td>Stocker Yale</td><td>Lite Mite</td><td></td></tr><tr><td>Monochromator</td><td>Spectral Products</td><td>DK480</td><td></td></tr><tr><td>Array Detector</td><td>Andor</td><td>DU490A-1.7</td><td></td></tr><tr><td>GIF Vezel</td><td>Thorlabs</td><td>31L02</td><td></td></tr></tbody></table>

fabricage en karakterisering van fotonische kristallen slow lichtgolfgeleiders en holtes

Fabrication And Characterization Of Photonic Crystal Slow Light Waveguides And Cavities

Slow licht is een van de hot topics in de fotonica gemeenschap in de afgelopen tien jaar, het genereren van grote belangstelling zowel vanuit fundamenteel oogpunt en voor zijn grote mogelijkheden voor praktische toepassingen. Slow licht fotonisch kristal golfgeleiders, in het bijzonder, hebben een belangrijke rol gespeeld en zijn met succes gebruikt voor het uitstellen van optische signalen 1-4 en de verbetering van zowel lineaire 5-7 en niet-lineaire apparaten. 8 tot 11 Fotonisch kristal holtes te bereiken vergelijkbare effecten als die van langzame lichtgolfgeleiders, maar over een beperkte bandbreedte. Deze holtes bieden een hoge Q-factor/volume verhouding, voor de realisatie van optisch 12 en elektrisch 13 gepompt ultra-lage drempel lasers en de versterking van de niet-lineaire effecten. Veertien-zestien Bovendien passieve filters 17 en modulatoren 18 tot 19 zijn aangetoond, vertonen ultra-smalle lijn-breedte, hoge vrije-spectrale range en opnemen waarden van een laag energieverbruik. Om deze spannende resultaten te bereiken, moet een robuuste herhaalbaar fabricage-protocol worden ontwikkeld. In dit artikel nemen we een diepgaande blik op onze fabricage-protocol dat electron-beam lithografie hanteert voor de definitie van fotonisch kristal patronen en maakt gebruik van natte en droge etstechnieken. Onze geoptimaliseerde fabricage recept resulteert in fotonische kristallen die geen last hebben van verticale asymmetrie en vertonen zeer goede rand-wandruwheid. We bespreken de resultaten van het variëren van de parameters etsen en de nadelige gevolgen die zij kunnen hebben op een apparaat, waardoor een diagnostisch route die kunnen worden genomen om voorzover vergelijkbare problemen. De sleutel tot het evalueren van trage lichtgolfgeleiders is de passieve karakterisering van de transmissie en de groep-index spectra. Verschillende methoden zijn gemeld, met name oplossing van de Fabry-Perot rand van het transmissiespectrum 20-21 eend interferometrische technieken. tweeëntwintig-vijfentwintig We beschrijven hier een directe, breedband meettechniek te combineren spectrale interferometrie met Fourier transformatie-analyse. 26 Onze methode onderscheidt zich door zijn eenvoud en kracht, als we kunnen karakteriseren een kale fotonisch kristal met toegang golfgeleiders, zonder behoefte voor on-chip stoorcomponenten en de installatie slechts uit een Mach-Zehnder interferometer, zonder de noodzaak van bewegende delen en vertraging scans. Als kenmerkende fotonisch kristal holten, technieken met interne of externe bronnen 21 golfgeleiders rechtstreeks gekoppeld met de holte 27 invloed op de prestaties van de ruimte zelf, waardoor een onjuist meting. Hier beschrijven we een nieuwe en onopvallende techniek die gebruik van een cross-gepolariseerde testbundel maakt en staat bekend als resonante verstrooiing (RS), waarbij de probe gekoppeld out-of vliegtuig in de holte door een objectief. De techniek werd voor het eerst demonstratieted door McCutcheon ea. 28 en verder ontwikkeld door Galli et al. 29.

Gefabriceerde monsters
Figuur 1 toont een scanning-elektronenmicroscoop (SEM) afbeelding van een belicht en ontwikkeld patroon in elektronenstraalresist - uit de "schoon" rand tussen het resist en het siliciumsubstraat is duidelijk dat de volledige belichting/ontwikkeling is voltooid. Belichting van dosis-testpatronen, bestaande uit eenvoudige herhaalde vormen (in ons geval vierkanten van 50 × 50 μm), elk met een verschillende basisdosis, wordt gebruikt om de juiste dosisfactor ...

Gebruik van fotonisch kristal langzaam licht golfgeleiders en holtes is op grote schaal door de fotonica gemeenschap in veel verschillende toepassingen. Daarom fabricage en karakterisering van deze apparaten zijn van groot belang. Dit document schetst onze fabricage techniek en twee optische karakterisatie methoden, te weten: interferometrische (golfgeleiders) en resonante verstrooiing (holten).

Fabricage en karakterisering van fotonische kristallen Slow lichtgolfgeleiders en holtes

Slow light has been one of the hot topics in the photonics community in the past decade, generating great interest both from a fundamental point of view ...

Het algemene doel van deze procedure is om een fotonische kristal langzame lichtgolfgeleider of -holte te fabriceren en te karakteriseren. Dit wordt bereikt door eerst de silicon-on-insulator chip voor elektronenstraal litografie voor te bereiden door de chip te reinigen en met ZEP five 20 a resist te spin coaten. De tweede stap is het fotonische kristalpatroon blootstellen en ontwikkelen met behulp van elektronenstraal litografie voor patroondefinitie en xyleen voor ontwikkeling.Vervolgens wordt het fotonische kristalpatroon overgebracht naar de bovenste siliciumlaag van de chip door het monster in de reactieve ionen etch te plasma-etsen. De laatste stap is het verwijderen van de begraven oxidelaag door het silica in fluorwaterstofzuur te etten. Dit creëert membraanfotonische kristalapparaten, met andere woorden, apparaten met lucht zowel boven als onder de siliciumfotonische kristallaag.Uiteindelijk wordt het apparaat optisch gekarakteriseerd als de monster fotonische kristalgolfgeleiders bevat, ondertussen wordt een interferometer gebaseerd langzaam lichtexperiment uitgevoerd als het monster bestaat uit fotonische kristalholten. In plaats daarvan wordt een resonantie verstrooiingstechniek gebruikt voor karakterisering. Het doel van ons werk is om licht-materie interactie in fotonische nanostructuren te bestuderen en nieuwe apparaten te maken en interessante concepten in dergelijke structuren te verkennen.Om ons te concentreren en echt te kunnen focussen op de fysica van dit werk, hebben we een betrouwbaar fabricageprotocol nodig. We hebben een protocol ontwikkeld op basis van silicon-on-insulator, dat we erg betrouwbaar en gemakkelijk vinden, en door dit protocol beschikbaar te stellen voor een breder scala aan gebruikers en andere onderzoekers, hopen we meer activiteit op dit gebied te stimuleren. Wat betreft de karakterisering van onze langzame licht Tory kristalgolfgeleiders, onze techniek valt op door zijn eenvoud en kracht, omdat het geen on-chip interferentie componenten of beweegbare onderdelen vereist.Het belangrijkste voordeel van deze resonantie verstrooiingstechniek boven bestaande methoden is dat het een karakterisering van fotonische kristalholten en een uit de vlak arrangement mogelijk maakt, wat meestal een interne lichtbron zou vereisen Om te beginnen, reinig een silicon-on-insulator wafer door het een tot twee minuten in een ultrasoon bad van aceton te plaatsen. Breng vervolgens het monster over in isopropanol gedurende 30 seconden om eventueel achtergebleven aceton te verwijderen en droog het met behulp van een schone, droge stikstofpistool. Plaats vervolgens de wafer in een spin coder en pipet genoeg CEP 5 28 Fotoresist om het monster volledig te bedekken.Spin het monster gedurende 60 seconden op 3.200 RPM om een film van 350 nanometer dik te produceren. Verwijder de wafer van de spin coder en bak op een hot plate bij 180 graden Celsius gedurende 10 minuten. Zodra de chip is afgekoeld, plaats het in de patroonbelichtingskamer van het elektronenstraal litografie systeem en pomp het systeem volledig leeg als de volledige vacuüm is bereikt.Stel de versnellingsspanning in op 30 kilovolt en laat het systeem een uur gelijkmaken. Blootstel vervolgens het monster met een gebied dosis van 55 micro ampers per centimeter vierkant. Met behulp van een stappengrootte van twee nanometer.Ontwikkel het monster door het gedurende 45 seconden in xyleen bij 23 graden Celsius te plaatsen. Spoel vervolgens resterend xyleen weg met isopropanol. Na het reinigen van de reactieve ionen etch kamer, laad het monster en pomp het systeem lege tot minder dan drie keer 10 tot de negatieve zes.Millibar Breng vervolgens de kamer voorwaardelijk aan door Fluor en zwavelhexafluoride in een verhouding van één op één bij 100 SECM te laten stromen, en laat de gassen minimaal 10 minuten stromen. Stel vervolgens het RF vermogen in op 20 watt en ontsteek een plasma. Ets het monster gedurende ongeveer twee minuten terwijl ervoor wordt gezorgd dat een kamerdruk van vijf keer 10 tot de negatieve twee millibar wordt gehandhaafd.Verwijder vervolgens het monster en maak het schoon door het te spoelen. In 1165, verwijder met ultrasone agitatie gedurende één tot twee minuten, gevolgd door aceton en isopropanol. Om te beginnen met membraan isolatie, spin coat het monster met UV gevoelige fotoresist micros S 1818 G twee.Gebruik een geschikt foto masker. Definieer vensters binnen de resist boven de fotonische kristalpatronen met behulp van de UV masker aligner. Blootstel het monster gedurende ongeveer 30 tot 45 seconden.Ontwikkel de foto resist in micro posit developer MF 3 1 9 gedurende 30 tot 45 seconden. Spoel daarna af met gedeïoniseerd water. Vervolgens etst het monster in een deel hydrofluoric zuur op vijf delen gedeïoniseerd water gedurende 15 minuten.Na het etsen, spoel het monster grondig en met gedeïoniseerd water. Verwijder de resterende fotoresist met behulp van aceton gedurende vijf minuten of tot het monster er schoon uitziet. Spoel vervolgens met isopropanol en droog af met stikstof.Reinig vervolgens het monster in een piana bad van drie delen zwavelzuur op één deel waterstofperoxide gedurende vijf minuten. Spoel vervolgens het monster in gedeïoniseerd water, aceton en isopropanol. Ten slotte, kleef het monster door kleine krasjes op elke kant van de chip te maken, deze krasjes uit te lijnen met de rand van een glazen plaat en druk uit te oefenen om langs de kraslijnen te kleffen.Om transmissie en groepsindexcurven van langzame licht fotonische kristalgolfgeleiders te meten, stelt u een nepzender interferentie detectiesysteem in zoals hier beschreven, zoals gedetailleerd in het bijbehorende protocol. Plaats vervolgens de chip op zijn plaats en koppel licht in een lege richelgolfgeleider. Pas de vertragingsfase aan totdat de referentiearmlengte korter is dan de monsterarm.Ga door met het aanpassen van de vertragingsfase en observeer de uitgezonden vermogen door een continue huid van de optische spectrum analyzer. Pas aan tot er vier tot 10 franjes worden waargenomen in een bereik van 10 nanometer golflengte. Eenmaal a

fabrication-characterization-photonic-crystal-slow-light-waveguides

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

Wij beschrijven het gebruik van een kooldioxide laser reflow techniek silica trilholten, zoals vrijstaande microsferen en on-chip microtoroids fabriceren. De reflow-methode verwijdert oneffenheden, waardoor lange levensduur foton in beide apparaten. De resulterende apparaten hebben een zeer hoge kwaliteit factoren, waardoor toepassingen, variërend van telecommunicatie tot biodetection.

Fabricage van Silica Ultra High Quality Factor microresonators

De aangepaste technieken ontwikkeld in ons laboratorium om microgolf fotonica systemen te bouwen op basis van ultra-hoge Q fluisteren gallery mode resonatoren worden gepresenteerd. De protocollen voor deze resonatoren te verkrijgen en te karakteriseren zijn gedetailleerd, en een uitleg van een aantal van hun toepassingen in de magnetron fotonica wordt gegeven.

Magnetron Fotonica Systemen op basis van Whispering-gallery-mode resonatoren

Wij ontwikkelen en karakteriseren van een ongeordende polymeer optische vezel die dwars Anderson lokalisatie gebruikt als een roman golfgeleidend mechanisme. Dit microgestructureerde vezel kan een kleine gelokaliseerde bundel transporteren met een straal die vergelijkbaar is met de bundel straal van conventionele optische vezels.

Fabricage en karakterisering van wanordelijke polymeer optische vezels voor Transversale Anderson lokalisatie van Licht

Parametrische optomechanische excitaties zijn onlangs experimenteel aangetoond in microfluïdische optomechanische resonatoren door middel van optische stralingsdruk en gestimuleerde Brillouin-verstrooiing. Dit artikel beschrijft de fabricage van deze microfluïdische resonatoren samen met methodologieën voor het genereren en verifiëren van optomechanische oscillaties.

Fabricage en testen van Microfluidic Optomechanische oscillators

Wanordelijke structuren bieden nieuwe mechanismen voor de vorming van fotonische bandgaps en ongekende vrijheid in functionele gebreken ontwerpen. De computationele uitdagingen van wanordelijke systemen omzeilen, construeren we modulaire macroscopische monsters van de nieuwe klasse van PBG materialen en gebruik microgolven karakteriseren de omvang invariante fotonische eigenschappen op een eenvoudige en goedkope wijze.

Met behulp van Magnetron en Macroscopische Monsters van diëlektrische Solids aan de Photonic Eigenschappen van Disordered fotonische bandgap Materials Bestudeer

We presenteren een protocol voor het vervaardigen van 1-D fotonisch kristal holtes op subwavelength diameter silica vezels (optisch nanovezels) met behulp van femtoseconde-laser-geïnduceerde ablatie.

Fabricage van 1-D Photonic Crystal Cavity op een Nanovezel behulp Femtoseconde Laser-geïnduceerde Ablation

Protocollen voor de synthese van microsferen uit polymeren, de manipulatie van microsferen en microfotoluminescentiemetingen worden voorgesteld.

Fabricage van Polymer Microsferen voor Optische Resonator en Laser Applicaties

Optische weefsel phantoms zijn essentiële instrumenten voor het kalibreren en karakterisatie van optische beeldvormingssystemen en validatie van theoretische modellen. In dit artikel een overzicht van een methode voor phantom fabrikatie waarin replicatie van weefsel optische eigenschappen en structuur van de drie-dimensionale weefsel.

Fabricage en karakterisatie van optische weefsel Phantoms met macrostructuur

De Photonic bandstructuur maakt het mogelijk om te begrijpen hoe beperkt elektromagnetische modi zich verspreiden in een fotonisch kristal. In fotonische kristallen die magnetische elementen bevatten, gaan dergelijke beperkte en resonerende optische modi gepaard met een verbeterde en gewijzigde Magneto-optische activiteit. We beschrijven een meetprocedure om de Magneto-optische bandstructuur uit te pakken door Fourier-ruimte microscopie.

Spectrale en hoek-opgeloste Magneto-optische karakterisatie van fotonische nanostructuren

Hier wordt een nanosfeerlithografiemethode beschreven voor parallelle fabricage van zero-mode golfgeleiders, die arrays van nanoapertures zijn in een met metaal beklede glazen microscopie coverslip voor beeldvorming met één molecuul bij nano- tot micromolarconcentraties van fluoroforen. De methode maakt gebruik van colloïdale kristal zelfassemblage om een waveguide sjabloon te maken.

Fabricage van Zero Mode Waveguides voor hoge concentratie single molecule microscopie

Dit protocol beschrijft de constructie van een goedkoop, discreet, vezelgekoppeld en lucht-gespreid Fabry-Perot etalon met verschillende toepassingen, zoals in trace-gas spectroscopie. De fabricage is mogelijk in elke faciliteit met standaard optische laboratoriumapparatuur beschikbaar.

Fabricage van een goedkope, vezelgekoppelde en lucht-gespreide Fabry-Pérot Etalon

Leer de fabricage en karakterisatie van fotonische kristallen slow light golfgeleiders en holtes met behulp van elektronenbundellithografie en plasma-etsen. Deze methode ondersteunt onderzoek naar licht-materie-interacties.

Fabricage en karakterisering van fotonische kristallen Slow lichtgolfgeleiders en holtes

Meer video's verkennen