配列したマイクロ共振器を用いたレーザ発振器の開発と応用

阵列微谐振器激光振荡器的研制与应用

基本信息

批准号：
09750046
负责人：
佐々木実
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

配列した6角柱構造をSiマイクロマシニング技術を用いて製作した。Si(111)ウェーハ上に6角形の配列をパターニングし、ドライエッチングで基板にほぼ垂直なエッチングを施した。それだけでは、ドライエッチング時に壁面に刻まれてしまう1μm程度の細かい凹凸が残る。この細かい形状を結晶方位を利用した異方性エッチング(エチレンジアミン、ピロカテコール、水をエッチャントに使用)を短時間施すことで取り除いた。(110)面が(111)面の次にエッチング速度が遅く、残り易い性質を利用するため、予め各面が(110)面になるようにアライメントした。結果、面の粗さをほとんど無くすことができた。エッチング時間を長くするほど欠陥の少ない面にできるが、長すぎると(111)面が出てきてしまうためにちょうど良い時間がある。以上の方法で製作した6角形の穴を持つSiウェーハを鋳型にして、蛍光色素(ローダミン6G)とポリメタクリル酸メチルを一緒に溶かし込んだ有機溶液を乾燥させた。これを粘着シールと一緒に剥がすことで蛍光色素を固体化した6角形のレーザキャビテイを得た。色素の励起にはYAGレーザの2倍波(波長532nm)を使用した。CCDカメラで観察しても赤く光っている様子が確認できた。昨年の微粒子(直径1.75μm)の結果と比べると輝度は格段に上がった。これは色素濃度を飽和値まで上げれたからでもある。発光スペクトルを測定すると、励起強度の増加と共に明かなピークが観察できた。励起光強度を更に上げると、シングルモードではなくマルチモードで発光した。マイクロキャビティのサイズの精度がまだ不十分であること、隣通しの相互作用が少ないこと等の原因が考えられる。Si鋳型の精度、特に壁面をより平面にするにつれてピークのQ値が改善されている。また、再現性が無いものの一瞬だけ強い発光ピークが得られることもある。このため、続けて研究を行うことを予定している。

安排的六角棱镜结构是使用SI微加工技术制造的。在Si（111）晶片上绘制了己糖的布置，并通过干燥至大致垂直的底物蚀刻底物。仅此一项就会留下大约1μm的细微不平衡，在干燥蚀刻过程中雕刻在墙上。使用晶体方向（乙二胺，拟甲酰胺和用于蚀刻剂的水）的短期各向异性蚀刻来消除这种细小的形状。为了利用（110）表面的蚀刻速度比（111）表面较慢，并且更有可能保留的特性，（110）表面被提前对齐，以使每个表面都是（110）表面。结果，几乎所有表面粗糙度都消除了。蚀刻时间越长，产生的表面较小，但是如果出现（111）表面，就有一个完美的时光。用上述方法产生的六角形孔的Si晶片用作干燥有机溶液的模板，其中将荧光染料（Rhodamine 6G）和聚甲基丙烯酸甲酯一起溶解在一起。用粘合剂密封将其剥落，以获得六角激光腔，其中将荧光染料变成固态。使用YAG激光器的双波（波长为532 nm）进行染料激发。即使我用CCD摄像头观察它，我也可以看到它是发红的。与去年的细颗粒（直径1.75μm）的结果相比，亮度显着提高。这也是因为染料浓度已增加到饱和值。测量发射光谱时，观察到一个明显的峰值，激发强度的增加。当激发光强度进一步增加时，以多模式而不是单模式发出的光。这可能是由于微腔大小仍然不足，而且相邻段落之间几乎没有相互作用。随着壁表面变得更平坦，SI模具的准确性，尤其是峰值的Q值。此外，尽管没有可重复性，但可以暂时获得强发光峰。因此，我们计划继续研究。