一种相位调制贝塞尔激光结合铬膜保护的石英切割方法技术

技术编号:42443619 阅读:36 留言:0更新日期:2024-08-16 16:51
本发明专利技术公开一种相位调制贝塞尔激光结合铬膜保护的石英切割方法,通过对入射高斯激光进行波前相位调制,抑制所生成贝塞尔激光旁瓣能量,减小其对材料的损伤;通过石英双面镀铬膜,保护表面免受刻蚀损伤,氟化氢铵溶液选择性刻蚀激光改性区域,刻蚀完成后溶解去除铬膜,实现高质量石英通槽成型。本发明专利技术兼顾传统湿法刻蚀工艺的高表面质量和贝塞尔激光加工的高垂直度特性,展示出对石英的高质量精密切割能力及广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于超快激光应用,尤其涉及一种相位调制贝塞尔激光结合铬膜保护的石英切割方法


技术介绍

1、石英晶体由于其具有压电效应和高的品质因数而常被制作成谐振梁结构,外力变化可导致谐振梁谐振频率发生变化,因此以谐振频率为待测参量,可感知外力的微小变化。石英振梁结构体积小、灵敏度高、频率稳定性高,以该结构为核心构件的石英谐振梁传感器已广泛应用于加速度、压力、温湿度等物理量的传感领域。

2、石英谐振梁的加工要求在石英晶片上切割通槽,形成谐振梁结构,其尺寸小、加工精度要求高,且石英为硬脆材料,传统机械加工无法满足要求。因此目前常采用基于光刻技术的湿法刻蚀工艺进行石英通槽切割加工,其基本工艺步骤为:利用光刻技术在石英晶片表面得到金属层掩膜图案,随后利用湿法刻蚀工艺刻蚀掩膜图案得到通槽结构。具体步骤包含:样品清洗、双面镀铬/金膜、双面旋涂光刻胶、双面光刻曝光、显影定影、等离子体刻蚀金属膜、湿法刻蚀石英、金属膜去除等,步骤繁琐工艺复杂,且湿法刻蚀存在各向异性,在通槽拐角及侧壁易形成侧蚀,侧壁出现晶棱,刻蚀均匀性及垂直度较差,影响谐振梁性能。

3本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种相位调制贝塞尔激光结合铬膜保护的石英切割方法,其特征在于,包含以下步骤:

2.如权利要求1所述的相位调制贝塞尔激光结合铬膜保护的石英切割方法,其特征在于,步骤二中,通过波前相位调制,将入射高斯光划分为两个同心光束,并使两束光经过锥透镜聚焦后在贝塞尔区域光场产生干涉,以实现贝塞尔激光旁瓣的抑制;干涉光场由相位图进行调制,调制参数包括光斑直径R,内圆的半径r,内圆的相位环数n1和外圆的相位环数n2,每圈相位变化范围为0-2π;通过优化以上三个参数,并对贝塞尔光场进行模拟仿真,得到贝塞尔激光旁瓣抑制最优情况下的相位图参数。

3.如权利要求2所述的相位调制贝塞尔激...

【技术特征摘要】

1.一种相位调制贝塞尔激光结合铬膜保护的石英切割方法,其特征在于,包含以下步骤:

2.如权利要求1所述的相位调制贝塞尔激光结合铬膜保护的石英切割方法,其特征在于,步骤二中,通过波前相位调制,将入射高斯光划分为两个同心光束,并使两束光经过锥透镜聚焦后在贝塞尔区域光场产生干涉,以实现贝塞尔激光旁瓣的抑制;干涉光场由相位图进行调制,调制参数包括光斑直径r,内圆的半径r,内圆的相位环数n1和外圆的相位环数n2,每圈相位变化范围为0-2π;通过优化以上三个参数,并对贝塞尔光场进行模拟仿真,得到贝塞尔激光旁瓣抑制最优情况下的相位图参数。

3.如权利要求2所述的相位调制贝塞尔激光结合铬膜保护的石英切割方法,其特征在于,石英晶片上表面铬膜厚度5-10nm,下表面厚度50-100nm。

4.如权利要求3所述的相位调制贝塞尔激光结合铬膜保护的石英切割方法,其特征在于,步骤三中,相位调制贝塞尔激光加工光路的超快激光器发出的超快激光,经光阑限光后,经衰减片组将能量衰减,后经超快反射镜反射至液晶空间光调制器中,对入射高斯激光进行相位调制,生成调制光场,光场经第一透镜和第二透镜组成的4f透镜系统搬...

【专利技术属性】
技术研发人员:姜澜鲁意博李欣王素梅王猛猛
申请(专利权)人:北京理工大学
类型:发明
国别省市:

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