一种光学相控阵雷达光束扫描技术及波导制备方法技术

本发明专利技术提出了一种光学相控阵雷达光束扫描技术及波导制备方法，属于光学波导激光雷达领域。本发明专利技术利用掺杂材料作为包层，通过控制包层中的掺杂类型和掺杂浓度改变材料的电学特性并使其成为电极，而光波导的芯层采用无掺杂的本征层,利用其高电阻特性,在波导层上加载足够的电压,形成足够的电场,从而利用电光效应进行表面等离子入射光束角度的扫描。光学相控阵雷达光束扫描技术用于表面等离子体入射角调控利于等离子体波矢匹配及入射角的精确调控，本发明专利技术所提出的用于调控表面等离子体入射角的光学相控阵雷达光束扫描技术及波导制备方法简单，应用广泛，显微、传感及测量领域的发展具有重要的意义。的发展具有重要的意义。的发展具有重要的意义。

【技术实现步骤摘要】
一种光学相控阵雷达光束扫描技术及波导制备方法


[0001]本专利技术设计一种光学相控阵雷达光束扫描技术及波导制备方法，设计光学波导激光雷达领域，特别设计一种光学相控阵雷达及光波导芯片。

技术介绍

[0002]表面等离子体为实现波矢匹配及激发表面等离子体波，通常需要在固定入射波长的情况下，对激光束的入射角度进行一定范围的扫描，通过观察在等离子体波激发情况下宽光谱的变化，确定表面等离子体系统实现波矢匹配。其中，激光光束入射角度的扫描精度及扫描范围在一定程度上决定了表面等离子体实现波矢匹配的精确性及可靠性，同时也决定了表面等离子体适用系统，如传感及显微系统的分辨率和精度。
[0003]目前，激光扫描系统通常由激光光源、光学元件和控制系统组成，可以实现激光束在平面内的平移或在空间内的转动。根据激光与工作物质相互作用的特点，激光扫描系统可以分为不同类型。其中，折射扫描系统利用折射现象，通过改变光线在介质中的传播方向来控制激光束的偏转，常用于光学显微镜、医疗设备等领域。反射扫描系统则利用反射现象，通过反射镜或反射棱镜来实现激光束的偏转，广泛应用于激本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学相控阵雷达光束扫描技术及波导制备方法，其特征在于，所述相控阵雷达光波导制备包括以下步骤：步骤a、将GaAs切割成5 cm*5 cm，使用砂纸对衬底表面抛光后，在去离子水、乙醇、丙酮和异丙醇中浸泡，然后使用超声机清洗。然后使用流动的去离子水冲洗1分钟，使用氮气及烘干版加热对衬底烘干，完成对所述显微芯片的清洗；步骤b、将准备好的GaAs衬底放置在分子束外延设备的衬底架上，预热衬底至400 ℃至500 ℃之间，然后逐渐升温在600 ℃至700 ℃之间；步骤c、使用离子泵控制反应室内的气体压力，并控制分子束外延AlGaAs薄膜的生长速率，Al和Ga源材料的流量比例调整为1:3，完成分子束外延设备的控制系统参数设置；步骤d、启动分子束外延设备，使用电子轰击源加热腔内温度至900℃，使高纯度Ga、As、Al和有机金属挥发形成分子束，控制生长速率形成AlGaAs薄膜的生长；步骤e、当掺杂AlGaAs薄膜即相控阵雷达包层生长至目标要求，停止分子束外延生长，然后将衬底和生长的AlGaAs薄膜缓慢冷却至室温；步骤f、将GaAs衬底表面生长的AlGaAs薄膜取出，并对AlGaAs薄膜进行化学机械抛光，薄膜抛光后使用去离子水清洗，并且使用氮气吹干表面，完成包层制备；步骤g、将生长有掺杂AlGaAs薄膜的GaAs衬底放入分子束外延设备中，预热设备至300
ꢀ°
C；步骤h、使用溅射对掺杂源进行纯化处理，将低挥发性杂质在高温下挥发或从掺杂源中去除，降低掺杂源中低挥发性杂质的含量达到99.999 %；步骤i、将分子束外延腔内温度加热至600摄氏度，控制真空度及生长速率，其中Al和Ga源材料的流量比例调整为2:3，完成分子束外延设备的控制系统参数设置；步骤j、启动分子分子束外延设备，当无掺杂本征型的AlGaAs薄膜即相控阵雷达芯层生长结束后，将衬底和生长的无掺杂本征型AlGaAs薄膜缓慢冷却至室温，并进行退火处理，加热至300℃并保持一段时间；步骤k、将衬底上生长有掺杂AlGaAs薄膜及无掺杂本征型的AlGaAs薄膜波导取出，并对无掺杂本征型AlGaAs薄膜进行化学机械抛光，抛光头与抛光垫转速为30 r/min，采用二氧化硅抛光液，抛光液流速为50 ml/min，抛光压力为20 Kpa，最终实现薄膜抛光使用去离子水清洗，并且使用氮气吹干表面，完成相控阵雷达中衬底、包层、芯层的单层制备；步...

【专利技术属性】
技术研发人员：程灏波，冯云鹏，赵佳麒，
申请(专利权)人：深圳市三孚北理新材料科学研究有限公司，
类型：发明
国别省市：