飞秒激光辅助刻蚀的非线性光学晶体微纳结构加工方法技术

技术编号：40001861 阅读：19 留言：0更新日期：2024-01-09 03:50

本发明专利技术公开了一种飞秒激光辅助刻蚀的非线性光学晶体微纳结构加工方法，包括如下步骤：(1)获取非线性光学晶体的损伤阈值，并测量在低于所述损伤阈值情况下完成不同深度的非线性光学晶体改性时的激光能量，形成加工深度‑激光能量对应关系；(2)按照所述加工深度‑激光能量对应关系，在非线性光学晶体内部进行直写，形成所需三维微纳结构的局部改性区域；(3)对非线性光学晶体进行机械抛光，减薄非线性光学晶体，直至非线性光学晶体内部局部改性区域的刻蚀起点露置于表面；(4)对非线性光学晶体的局部改性区域进行化学刻蚀，获得所需具有三维微纳结构的非线性光学晶体。本发明专利技术刻蚀速度更快、工艺更简洁。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及晶体加工技术，尤其涉及一种飞秒激光辅助刻蚀的非线性光学晶体微纳结构加工方法。

技术介绍

1、铌酸锂作为一种典型的非线性光学晶体，凭借其优异的压电、电光、声光特性成为开发光集成芯片的理想材料。目前对于铌酸锂微纳结构的刻蚀方法主要为表面掩膜的制备技术与化学刻蚀技术的结合。常见的方法有：通过光刻技术或电子束曝光技术制备保护性掩膜，随后再使用干法或湿法刻蚀处理晶体，将掩模去除后即获得所需样品表面微纳结构。光刻技术对制备光刻掩摸板的要求极大的限制了该技术的灵活性。此外，光刻及电子束曝光较高的成本，与流程的复杂性，难以满足快速灵活地开发原型器件的需求。此外也有通过聚焦离子束刻蚀直接加工表面微结构的方法。但其高昂的设备成本及该技术仅可进行小范围加工的缺点，亦难以满足大范围微纳结构加工的要求。

2、飞秒激光直写是对透明硬脆材料进行局部改性的有效手段之一，目前已经被广泛应用于三维光子晶体制备、纳米畴工程及光学波导的制备等领域。公开号为cn 113433618b的文件公开了一种片上集成光波导结构及制备方法，其制备包括铌酸锂薄膜表面...

【技术保护点】

1.一种飞秒激光辅助刻蚀的非线性光学晶体微纳结构加工方法，其特征在于包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的飞秒激光辅助刻蚀的非线性光学晶体微纳结构加工方法，其特征在于：步骤(2)具体包括：

3.根据权利要求1所述的飞秒激光辅助刻蚀的非线性光学晶体微纳结构加工方法，其特征在于：在飞秒激光直写时，使用kHz重频的激光光源，飞秒量级脉冲宽度，近红外激光波长。

4.根据权利要求2所述的飞秒激光辅助刻蚀的非线性光学晶体微纳结构加工方法，其特征在于：所述能量控制装置通过旋转半波片角度连续调节激光能量，半波片角度与激光能量一一对应。