權(quán)利要求
1.光調(diào)制的微環(huán)諧振腔，其特征在于，包括：基底層（1）；微環(huán)諧振腔層，所述微環(huán)諧振腔層由可逆的相變材料薄膜（2）制成，所述微環(huán)諧振腔層包括直母線波導(dǎo)（4）、環(huán)形波導(dǎo)（5）、耦合區(qū)（6），在所述的相變材料薄膜（2）上通過外部激勵信號直寫刻畫有直母線波導(dǎo)（4）和環(huán)形波導(dǎo)（5），所述的直母線波導(dǎo)（4）和環(huán)形波導(dǎo)（5）通過耦合區(qū)（6）耦合；包層薄膜層，所述包層薄膜層由包層薄膜（3）制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光調(diào)制的微環(huán)諧振腔，其特征在于，所述的環(huán)形波導(dǎo)（5）的折射率＞所述的直母線波導(dǎo)（4）的折射率＞未設(shè)有波導(dǎo)區(qū)域的相變材料薄膜（2）的折射率＞所述的基底層（1）和所述的包層薄膜（3）折射率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光調(diào)制的微環(huán)諧振腔，其特征在于，所述的環(huán)形波導(dǎo)（5）的折射率比直母線波導(dǎo)（4）的折射率大0.1~0.5。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光調(diào)制的微環(huán)諧振腔，其特征在于，所述的直母線波導(dǎo)（4）包括左側(cè)直波導(dǎo)（41）、弧形波導(dǎo)（42）和右側(cè)直波導(dǎo)（43）；所述的弧形波導(dǎo)（42）的兩端分別與左側(cè)直波導(dǎo)（41）和右側(cè)直波導(dǎo)（43）連接，所述的弧形波導(dǎo)（42）與環(huán)形波導(dǎo)（5）耦合，弧形波導(dǎo)（42）與環(huán)形波導(dǎo)（5）共同構(gòu)成耦合區(qū)（6）。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光調(diào)制的微環(huán)諧振腔，其特征在于，所述的弧形波導(dǎo)（42）與環(huán)形波導(dǎo)（5）具有共同的圓心。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光調(diào)制的微環(huán)諧振腔，其特征在于，所述的弧形波導(dǎo)（42）所對應(yīng)的扇形的圓心角為30°；所述的環(huán)形波導(dǎo)（5）的半徑值為20um~200um。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光調(diào)制的微環(huán)諧振腔，其特征在于，所述的環(huán)形波導(dǎo)（5）與弧形波導(dǎo)（42）之間的間隙為100nm ~800nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項所述的光調(diào)制的微環(huán)諧振腔，其特征在于，光信號從左側(cè)直波導(dǎo)（41）輸入，并在耦合區(qū)（6）中通過倏逝波耦合，光信號通過耦合進入到環(huán)形波導(dǎo)（5）中，并沿著逆時針方向進行傳輸；當(dāng)倏逝波滿足在環(huán)形波導(dǎo)（5）內(nèi)傳輸一周產(chǎn)生2π的相移時，在環(huán)形波導(dǎo)（5）的環(huán)中發(fā)生諧振，此時環(huán)形波導(dǎo)（5）的半徑滿足表達式：2πRneff=mλ，其中，neff為波導(dǎo)的有效折射率，R為環(huán)形波導(dǎo)（5）的半徑，λ為光波的波長；m指波長的整數(shù)倍；通過調(diào)制光改變環(huán)形波導(dǎo)（5）的有效折射率，能夠調(diào)制光波的波長。
9.權(quán)利要求1至8任一項所述的光調(diào)制的微環(huán)諧振腔的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1. 選取鍍好相變材料薄膜（2）和包層薄膜（3）的基片作為基底；
S2. 對S1所述的基底進行清洗；
S3. 利用外部激勵信號作用在樣品上，使相變材料薄膜（2）按照微環(huán)諧振腔的結(jié)構(gòu)圖形進行晶化，以刻畫出微環(huán)諧振腔的結(jié)構(gòu)；所述的相變材料薄膜（2）在外部激勵信號激勵的作用下，能夠改變應(yīng)激位置的相變狀態(tài)；所述的相變材料薄膜（2）在不經(jīng)過外部激勵信號激勵的情況下處于非晶態(tài)，在外部激勵信號激勵下能夠由非晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)；通過調(diào)整外部激勵信號的能量密度，能夠?qū)崟r改變相變材料薄膜（2）的晶化程度，得到任意的中間相態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光調(diào)制的微環(huán)諧振腔的制備方法，其特征在于，當(dāng)需要對微環(huán)諧振腔的結(jié)構(gòu)進行重構(gòu)時，利用外部激勵信號將制備好的微環(huán)諧振腔上晶化的區(qū)域進行去晶化，然后再重復(fù)步驟S3實現(xiàn)微環(huán)諧振腔結(jié)構(gòu)的重構(gòu)。
說明書
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于微電子集成光電子器件技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種光調(diào)制的微環(huán)諧振腔及制備方法。
背景技術(shù)
[0002]微環(huán)諧振器是集成光學(xué)平臺重要的基礎(chǔ)元件，如今，基于環(huán)形諧振腔的結(jié)構(gòu)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，如激光器、上下路濾波器、光調(diào)制器、光開關(guān)、色散補償器、延遲線、隔離器、光記憶體、傳感器、反射鏡、和光學(xué)陀螺等。微環(huán)諧振腔從本質(zhì)上說就是一個無限長脈沖響應(yīng)濾波器。它由一個環(huán)形的結(jié)構(gòu)和一條直波導(dǎo)組成。利用波導(dǎo)的回路形成反饋，對不同波長的光具有不同的周期性的響應(yīng)。它結(jié)構(gòu)簡單，并且能通過對微環(huán)諧振腔的級聯(lián)或者與其他光學(xué)結(jié)構(gòu)結(jié)合，能制作更多新的功能器件；目前環(huán)形諧振腔基本都是在硅基平臺或鈮酸鋰等平臺上經(jīng)過旋膠、曝光、顯影、刻蝕、離子參雜、沉積等工藝步驟加工出脊?fàn)畈▽?dǎo)結(jié)構(gòu)組合而成。需要加電極結(jié)構(gòu)對其進行調(diào)控。
[0003]微環(huán)諧振腔由于具有較高的Q值且環(huán)形結(jié)構(gòu)簡單，易于制備，有利于使器件微型化以便集成。并且能通過對微環(huán)諧振腔的級聯(lián)或者與其他光學(xué)結(jié)構(gòu)結(jié)合，能制作更多新的功能器件。隨著集成光子領(lǐng)域在材料生長、加工與封裝方面的工藝得到快速地發(fā)展，使得人們可以在越來越多的材料平臺上制備高Q值、低損耗、色散平坦的光學(xué)微腔。目前，使用較為廣泛的是在Si、Si3N4、高折射率摻雜玻璃材料平臺上制作光學(xué)諧振腔。制作工藝與COMS工藝相容，利用沉積、曝光、顯影、刻蝕、等步驟制作出微環(huán)諧振腔的結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有方法制作的諧振腔結(jié)構(gòu)一般是脊?fàn)畈▽?dǎo)結(jié)構(gòu)，一旦制作就定型，無法進行重構(gòu)或修改，對工藝的精度要求很高。且若需要對微環(huán)諧振腔進行調(diào)制，現(xiàn)有工藝一般需要利用制作材料的熱光效應(yīng)或電光效應(yīng)，制作相應(yīng)匹配的電極外加電壓來調(diào)制，較為復(fù)雜。
發(fā)明內(nèi)容
[0004]本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種光調(diào)制的微環(huán)諧振腔及制備方法，工藝簡單，能夠通過光控調(diào)制對微環(huán)諧振腔進行調(diào)制，減少了電極結(jié)構(gòu)，另外還能實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的重構(gòu)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種光調(diào)制的微環(huán)諧振腔，該微環(huán)諧振腔包括：
基底層；
微環(huán)諧振腔層，所述微環(huán)諧振腔層由可逆的相變材料薄膜制成，所述微環(huán)諧振腔層包括直母線波導(dǎo)、環(huán)形波導(dǎo)、耦合區(qū)，在所述的相變材料薄膜上通過外部激勵信號刻畫有直母線波導(dǎo)和環(huán)形波導(dǎo)，所述的直母線波導(dǎo)和環(huán)形波導(dǎo)通過耦合區(qū)耦合；
包層薄膜層，所述包層薄膜層由包層薄膜制成。
[0006]在本發(fā)明中，微環(huán)諧振腔設(shè)置在相變材料薄膜上，利用具有相變特性的材料經(jīng)過外部激勵信號的激勵后折射率與原材料不同的性質(zhì)，可以在材料薄膜上用外部激勵信號制作微環(huán)諧振腔，具有該相變特性的材料薄膜在外部實施一定條件的激勵下可實現(xiàn)晶態(tài)與非晶態(tài)的可逆變化，簡化了工藝流程，還可以實現(xiàn)微環(huán)諧振腔的重構(gòu)。另外，本發(fā)明提供的微環(huán)諧振腔，能通過使用激光調(diào)制微環(huán)的有效折射率來實現(xiàn)對光信號的調(diào)制，減少了電極結(jié)構(gòu)的制作，能提高器件的集成度。
[0007]其中，所述的外部激勵信號包括但不限于、光信號、電信號、熱信號。
[0008]在其中一個實施例中，所述的環(huán)形波導(dǎo)的折射率＞直母線波導(dǎo)的折射率＞未設(shè)有波導(dǎo)區(qū)域的相變材料薄膜的折射率＞基底層和包層薄膜折射率。未設(shè)有波導(dǎo)區(qū)域的相變材料薄膜的折射率是指在相變材料薄膜上，除了環(huán)形波導(dǎo)和直母線波導(dǎo)在位置之外的相變材料薄膜的折射率。
[0009]在其中一個實施例中，所述的環(huán)形波導(dǎo)的折射率比直母線波導(dǎo)的折射率大0.1~0.5。
[0010]在其中一個實施例中，所述的直母線波導(dǎo)包括左側(cè)直波導(dǎo)、弧形波導(dǎo)和右側(cè)直波導(dǎo)；所述的弧形波導(dǎo)的兩端分別與左側(cè)直波導(dǎo)和右側(cè)直波導(dǎo)連接，所述的弧形波導(dǎo)與環(huán)形波導(dǎo)耦合，弧形波導(dǎo)與環(huán)形波導(dǎo)共同構(gòu)成耦合區(qū)。
[0011]在其中一個實施例中，所述的弧形波導(dǎo)與環(huán)形波導(dǎo)具有共同的圓心。
[0012]在其中一個實施例中，所述的弧形波導(dǎo)所對應(yīng)的扇形的圓心角為30°；所述的環(huán)形波導(dǎo)的半徑值為20um~200um。
[0013]在其中一個實施例中，所述的環(huán)形波導(dǎo)與弧形波導(dǎo)之間的間隙為100nm ~800nm。
[0014]在其中一個實施例中，光信號從左側(cè)直波導(dǎo)輸入，并在耦合區(qū)中通過倏逝波耦合，光信號通過耦合進入到環(huán)形波導(dǎo)中，并沿著逆時針方向進行傳輸；當(dāng)倏逝波滿足在環(huán)形波導(dǎo)內(nèi)傳輸一周產(chǎn)生2π的相移時，在環(huán)形波導(dǎo)的環(huán)中發(fā)生諧振，表達式為：2πRneff=mλ，其中，neff為波導(dǎo)的有效折射率，R為環(huán)形波導(dǎo)的半徑，λ為光波的波長；m指波長的整數(shù)倍，取值可以為0、1、2、3…n；通過調(diào)制光改變環(huán)形波導(dǎo)的有效折射率，能夠調(diào)制光波的波長。
[0015]在其中一個實施例中，所述的相變材料薄膜在外部激勵信號激勵的作用下，能夠改變應(yīng)激位置的相變狀態(tài)；所述的相變材料薄膜在不經(jīng)過外部激勵信號激勵的情況下處于非晶態(tài)，在外部激勵信號激勵下能夠由非晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)；通過調(diào)整外部激勵信號的能量密度，能夠?qū)崟r改變相變材料薄膜的晶化程度，得到任意的中間相態(tài)。
[0016]本發(fā)明還提供一種光調(diào)制的微環(huán)諧振腔的制備方法，包括以下步驟：
S1. 選取鍍好相變材料薄膜和包層薄膜的基片作為基底；
S2. 對S1所述的基底進行清洗；
S3. 利用外部激勵信號作用在樣品上，使相變材料薄膜按照微環(huán)諧振腔的結(jié)構(gòu)圖形進行晶化，以刻畫出微環(huán)諧振腔的結(jié)構(gòu)；所述的相變材料薄膜在外部激勵信號激勵的作用下，能夠改變應(yīng)激位置的相變狀態(tài)；所述的相變材料薄膜在不經(jīng)過外部激勵信號激勵的情況下處于非晶態(tài)，在外部激勵信號激勵下能夠由非晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)；通過調(diào)整外部激勵信號的能量密度，能夠?qū)崟r改變相變材料薄膜的晶化程度，得到任意的中間相態(tài)。
[0017]其中，當(dāng)需要對微環(huán)諧振腔的結(jié)構(gòu)進行重構(gòu)時，利用外部激勵信號將制備好的微環(huán)諧振腔上晶化的區(qū)域進行去晶化，然后再重復(fù)步驟S3實現(xiàn)微環(huán)諧振腔結(jié)構(gòu)的重構(gòu)。
[0018]在本發(fā)明中，利用具有相變特性的材料經(jīng)過外部激勵信號的激勵后折射率與原材料不同的性質(zhì)，可以在材料薄膜上用外部激勵信號進行激勵制作微環(huán)諧振腔，具有該相變特性的材料薄膜在外部激勵信號的激勵下可實現(xiàn)晶態(tài)與非晶態(tài)的可逆變化。薄膜晶態(tài)的原子排列長程有序，其反射率高，而非晶態(tài)是長程無序，其反射率比晶態(tài)狀態(tài)的低。當(dāng)相變材料薄膜的加熱溫度超過熔點Tm，并使其驟冷可形成非晶態(tài)，而緩慢冷卻時形成晶態(tài)。所以可以利用外部激勵信號的光強來控制微環(huán)諧振腔的有效折射率，進而改變微環(huán)的有效折射率實現(xiàn)可調(diào)諧的微環(huán)諧振腔的功能，也可以利用高能量的外部激勵信號的激勵使得晶化的材料去晶化，達到可重復(fù)擦寫的效果。
[0019]此方法工藝簡單，極大程度上簡化了現(xiàn)有工藝，且過程是可逆的，所以本發(fā)明提出的方法能重復(fù)擦寫。也可以通過使用光信號改變微環(huán)的有效折射率來達到調(diào)制波長的作用。避免制作電極外加電壓來調(diào)制。具有簡單、高效、可重構(gòu)的特性。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果是：
1、本發(fā)明提供的一種光調(diào)制的微環(huán)諧振腔及制備方法，結(jié)構(gòu)加工工藝更加簡單，相比于現(xiàn)在微環(huán)諧振腔的制作工藝（清洗、沉積、曝光、顯影、刻蝕、生長包層等工藝），該結(jié)構(gòu)的加工工藝簡單，只需要清洗、沉積相變材料、沉積包層、曝光加工四步；極大簡化了制作效率。
[0021]2、本發(fā)明提供的一種光調(diào)制的微環(huán)諧振腔及制備方法，微環(huán)諧振腔在調(diào)控時可以用光信號激勵環(huán)形波導(dǎo)使環(huán)形波導(dǎo)的折射率發(fā)生改變從而達到調(diào)制作用。本發(fā)明提供的微環(huán)諧振腔結(jié)構(gòu)減少了電極結(jié)構(gòu)，不需要通過外加電壓來調(diào)制，有更高的集成度。
[0022]3、本發(fā)明提供的一種光調(diào)制的微環(huán)諧振腔及制備方法，所述的微環(huán)諧振腔結(jié)構(gòu)并非在材料上進行刻蝕、腐蝕等不可逆轉(zhuǎn)的“削除”操作，而是通過外部激勵信號使得相變材料的折射率發(fā)生變化從而制作出微環(huán)諧振腔的結(jié)構(gòu)，由于相變材料的特性，該方法是可以通過高能量的外部激勵信號的激勵來進行“擦除”，所以該結(jié)構(gòu)能擦除重構(gòu)。
附圖說明
[0023]圖1是本發(fā)明微環(huán)諧振腔結(jié)構(gòu)的各層結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2是本發(fā)明環(huán)形波導(dǎo)與直母線波導(dǎo)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖3是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖4是本發(fā)明輸入調(diào)制光示意圖。
[0027]附圖說明：1、基底層；2、相變材料薄膜；3、包層薄膜；4、直母線波導(dǎo)；41、左側(cè)直波導(dǎo)；42、弧形波導(dǎo)；43、右側(cè)直波導(dǎo)；5、環(huán)形波導(dǎo)；6、耦合區(qū)。
具體實施方式
[0028]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明作在其中一個實施例中說明。其中，附圖僅用于示例性說明，表示的僅是示意圖，而非實物圖，不能理解為對本專利的限制；為了更好地說明本發(fā)明的實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際產(chǎn)品的尺寸；對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說明可能省略是可以理解的。
[0029]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，若有術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此附圖中描述位置關(guān)系的用語僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。另外，若本發(fā)明實施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，則該“第一”、“第二”等的描述僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。另外，全文中出現(xiàn)的“和/或”的含義為，包括三個并列的方案，以“A和/或B”為例，包括A方案，或B方案，或A和B同時滿足的方案。
[0030]實施例1：
如圖1至4所示，一種光調(diào)制的微環(huán)諧振腔，由下至上依次包括基底層1、微環(huán)諧振腔層和包層薄膜層；在相變材料薄膜2上通過連續(xù)激光直寫刻畫有直母線波導(dǎo)4和環(huán)形波導(dǎo)5，直母線波導(dǎo)4和環(huán)形波導(dǎo)5通過耦合區(qū)6耦合。在本發(fā)明中，微環(huán)諧振腔設(shè)置在相變材料薄膜2上，利用具有相變特性的材料經(jīng)過外部激勵信號的激勵后折射率與原材料不同的性質(zhì)，可以在材料薄膜上用激光制作微環(huán)諧振腔，具有該相變特性的材料薄膜在飛一定條件的外部激勵信號的激勵下可實現(xiàn)晶態(tài)與非晶態(tài)的可逆變化，簡化了工藝流程，還可以實現(xiàn)微環(huán)諧振腔的重構(gòu)。另外，本發(fā)明提供的微環(huán)諧振腔，能通過使用調(diào)制光調(diào)制微環(huán)的有效折射率來實現(xiàn)對光信號的調(diào)制，減少了電極結(jié)構(gòu)的制作，能提高器件的集成度。
[0031]本發(fā)明沒有電極結(jié)構(gòu)，不需要通過外加電壓來調(diào)制，環(huán)形波導(dǎo)5的折射率與直母線波導(dǎo)4不同，且由于該結(jié)構(gòu)是由相變材料制作，能夠通過調(diào)制光改變環(huán)形波導(dǎo)5的折射率，達到調(diào)制的效果。
[0032]基底層1包括石英玻璃、晶態(tài)、非晶態(tài)硅或氮化硅；包層薄膜包括二氧化鋯薄膜或氧化硅薄膜；相變材料薄膜2包括硫化銻、鍺碲硫、鍺銻碲、鍺砷硫、或鍺碲硒。
[0033]其中，環(huán)形波導(dǎo)5的折射率＞直母線波導(dǎo)4的折射率＞未設(shè)有波導(dǎo)區(qū)域的相變材料薄膜2的折射率＞基底層1和包層薄膜3折射率。環(huán)形波導(dǎo)5的折射率比直母線波導(dǎo)4的折射率大0.1~0.5。
[0034]具體的，直母線波導(dǎo)4包括左側(cè)直波導(dǎo)41、弧形波導(dǎo)42和右側(cè)直波導(dǎo)43；弧形波導(dǎo)42的兩端分別與左側(cè)直波導(dǎo)41和右側(cè)直波導(dǎo)43連接，弧形波導(dǎo)42與環(huán)形波導(dǎo)5耦合，弧形波導(dǎo)42與環(huán)形波導(dǎo)5共同構(gòu)成耦合區(qū)6。
[0035]其中，弧形波導(dǎo)42與環(huán)形波導(dǎo)5具有共同的圓心?；⌒尾▽?dǎo)42所對應(yīng)的扇形的圓心角為30°；環(huán)形波導(dǎo)5的半徑值為20um~200um。環(huán)形波導(dǎo)5與弧形波導(dǎo)42之間的間隙為100nm~800nm。
[0036]光信號從左側(cè)直波導(dǎo)41輸入，并在滑輪耦合區(qū)6中通過倏逝波耦合，光信號通過耦合進入到環(huán)形波導(dǎo)5中，并沿著逆時針方向進行傳輸；當(dāng)倏逝波滿足在環(huán)形波導(dǎo)5內(nèi)傳輸一周產(chǎn)生2π的相移時，在環(huán)形波導(dǎo)5的環(huán)中發(fā)生諧振，表達式為：2πRneff=mλ，其中，neff為波導(dǎo)的有效折射率，R為環(huán)形波導(dǎo)5的半徑，λ為光波的波長；通過調(diào)制光改變環(huán)形波導(dǎo)5的有效折射率，能夠調(diào)制光波的波長。
[0037]另外，相變材料薄膜2在外部激勵信號激勵的作用下，能夠改變應(yīng)激位置的相變狀態(tài)；相變材料薄膜2在不經(jīng)過外部激勵信號激勵的情況下處于非晶態(tài)，在外部激勵信號激勵下能夠由非晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)；通過調(diào)整外部激勵信號的能量密度，能夠?qū)崟r改變相變材料薄膜2的晶化程度，得到任意的中間相態(tài)。
[0038]實施例2
本實施例提供一種光調(diào)制的微環(huán)諧振腔的制備方法，包括以下步驟：
S1. 選取鍍好相變材料薄膜2和包層薄膜3的基片作為基底；
S2. 對S1所述的基底進行清洗；
S3. 利用外部激勵信號作用在樣品上，使相變材料薄膜2按照微環(huán)諧振腔的結(jié)構(gòu)圖形進行晶化，以刻畫出微環(huán)諧振腔的結(jié)構(gòu)；所述的相變材料薄膜2在外部激勵信號激勵的作用下，能夠改變應(yīng)激位置的相變狀態(tài)；所述的相變材料薄膜2在不經(jīng)過外部激勵信號激勵的情況下處于非晶態(tài)，在外部激勵信號激勵下能夠由非晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)；通過調(diào)整外部激勵信號的能量密度，能夠?qū)崟r改變相變材料薄膜2的晶化程度，得到任意的中間相態(tài)；
其中，當(dāng)需要對微環(huán)諧振腔的結(jié)構(gòu)進行重構(gòu)時，利用飛秒激光將制備好的微環(huán)諧振腔上晶化的區(qū)域進行去晶化，然后再重復(fù)步驟S3實現(xiàn)微環(huán)諧振腔結(jié)構(gòu)的重構(gòu)。
[0039]在本發(fā)明中，利用具有相變特性的材料經(jīng)過外部激勵信號的激勵后折射率與原材料不同的性質(zhì)，可以在材料薄膜上用外部激勵信號進行激勵制作微環(huán)諧振腔，具有該相變特性的材料薄膜在外部激勵信號的激勵下可實現(xiàn)晶態(tài)與非晶態(tài)的可逆變化。具有該相變特性的材料薄膜在不經(jīng)過外部激勵信號激勵的情況下處于非晶態(tài)，此時非晶態(tài)的薄膜原子排列長程無序，折射率較??；在外部激勵信號激勵下能夠由非晶態(tài)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)，此時折射率逐步變大，當(dāng)?shù)竭_完全晶態(tài)時，薄膜原子排列長程有序，折射率達到最大；通過調(diào)整外部激勵信號的能量密度，能夠?qū)崟r改變相變材料薄膜的晶化程度，得到任意的中間相態(tài)。所以可以利用外部激勵信號的光強來控制微環(huán)諧振腔的有效折射率，進而改變微環(huán)的有效折射率實現(xiàn)可調(diào)諧的微環(huán)諧振腔的功能；當(dāng)相變材料薄膜由熔點Tm驟冷凝固，能將相變薄膜形成非晶態(tài)，而相變材料薄膜由熔點Tm緩慢冷卻，能將相變薄膜形成非晶態(tài)。故也可以利用高能量的外部激勵信號的激勵使得晶化的材料去晶化，達到可重復(fù)擦寫的效果
實施例3
本實施例提供了一種微環(huán)諧振腔的重構(gòu)方法，在實施例2的基礎(chǔ)上，當(dāng)制備好的微環(huán)諧振腔的結(jié)構(gòu)需要重構(gòu)，利用飛秒激光將制備好的微環(huán)諧振腔上晶化的區(qū)域進行去晶化，然后再重復(fù)實施例1中的步驟S3實現(xiàn)微環(huán)諧振腔結(jié)構(gòu)的重構(gòu)。具體包括：
將實施例1中使用的加工激光器換為能量很高的飛秒激光；利用夾具將待加工的樣品（實施例1中制備好的微環(huán)諧振腔）固定在物鏡的工作距離平面，并移動位移臺使得樣品標(biāo)記對齊，保證兩次的樣品位置處于同一位置；
將需要重構(gòu)的微環(huán)諧振腔結(jié)構(gòu)圖形輸入激光加工平臺的控制程序中，首先利用高能量的飛秒激光將微環(huán)諧振腔上晶化的區(qū)域去晶化；然后將加工激光器換回為連續(xù)激光，利用連續(xù)激光照射在樣品上重新刻畫出微環(huán)諧振腔的結(jié)構(gòu)。
[0040]在本實施例中利用的是飛秒激光實現(xiàn)重構(gòu)，當(dāng)然，還可以是其它的外部激勵信號，只要是能夠使相變材料薄膜上晶化的區(qū)域取晶化的外部激勵信號均可以，不限于本實施例的飛秒激光。
[0041]本發(fā)明提供的微環(huán)結(jié)構(gòu)并非在材料上進行刻蝕、腐蝕等不可逆轉(zhuǎn)的“削除”操作，而是通過激光使得相變材料的折射率發(fā)生變化從而制作出微環(huán)諧振腔的結(jié)構(gòu)，由于相變材料的特性，該方法是可以通過高能量的飛秒激光來進行“擦除”，所以該結(jié)構(gòu)能擦除重構(gòu)。
[0042]顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。
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光調(diào)制的微環(huán)諧振腔及制備方法.pdf
聲明：
“光調(diào)制的微環(huán)諧振腔及制備方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
1540
編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來源：中山大學(xué)
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2025年03月21日 ~ 23日 
