文档介绍：武汉理工大学
硕士学位论文
蓝宝石材料的激光微加工及其应用研究
姓名:白帆
申请学位级别:硕士
专业:光电子及信息材料
指导教师:姜德生
20100501
摘要蓝宝石熔点高,硬度大,化学稳定性好,是一种集优良光学性能、物理性能和化学性能于一体的多功能氧化物晶体,是第三代光电半导体氮化镓晶体生长的常用衬底材料,被广泛用于各类光电子器件。但是,在常温下,由于蓝宝石的化学惰性和物理特性,使其加工难度极大。传统的湿法刻蚀方法纾夯Ц醇际由于不能满足加工图形的复杂性和多样性,逐渐被干法刻蚀方法取代。不少学者应用感应耦合等离子体淌础⒋呕杏耦合等离子体刻蚀、电子回旋共振等离子体雀煞ǹ淌醇术加工蓝宝石基片,克服了加工图形各向异性的特点,可是化学反应和物理轰击相结合的工艺难免会引入晶格损伤和机械损伤,并且刻蚀效率不高激光刻蚀是另一种形式的干法刻蚀,具有去除效率高,加工精度高且加工方式灵活,非接触式加工等优势。国内外众多学者尝试利用不同种类的激光对蓝宝石材料的刻蚀和抛光展开研究,如:す狻⒎擅爰す狻准分子激光、挤肿蛹す獾取准分子激光单光子能量高.,可直接破坏材料的化学键,热影响区小,是加工硬脆性材料侗κ蓟硅,石英玻璃睦硐牍ぞ摺点,并采用化学机械抛光姆椒ǘ岳侗κ庀硕嗣娲蚰ズ团坠猓后采用深紫外激光直写技术,在经过抛光处理的蓝宝石光纤上刻蚀微结构,搭建光路平台通过光谱分析,尝试进行蓝宝石光纤的法布里腔干涉和长周期光栅制作的实验。其主要内容包括以下几个方面:影响,得出最优化工艺参数,探讨钭贤饧す庥肜侗κ牧系淖饔没理;探讨蓝宝石光纤在不同加工方式下的す馕⒓庸ぬ匦浴⒔岷洗蚰セ突Щ蹬坠夤ひ斩岳侗κ庀硕嗣媾啄ィ永砺酆实验结果分析各参数对抛光质量的影响,通过光耦合验证达到实验光传输要⒉捎深紫外激光在经过预处理的蓝宝石光纤上直写微结构,然后搭建光路平台,分析输出光谱,为基于蓝宝石光纤的法布里~珀罗腔本论文是以研究す舛岳侗κ屠侗κ庀说奈⒓庸のV⒎治准分子激光器的各种加工参数对蓝宝石基片加工质量的求。痬武汉理工大学硕士学位论文
统ぶ芷诠庹的制作提供一定的技术支撑。关键词:蓝宝石基片,蓝宝石光纤,钭贤饧す猓⒓庸ぃ坠武汉理工大学硕士学位论文Ⅱ
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⋯徽¨恤洲嗍童照签名:——日期:独创性声明学位论文使用授权书本人声明,所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特另加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
第一章绪论究翁馊妨⒌哪康挠胍庖蓝宝石肿邮轿狝ゾ且恢钟判愕亩喙δ懿牧希哂硬度高,熔点高,耐腐蚀和耐磨性,电绝缘性优异:热传导性良学特性,在众多领域都受到人们的关注。在航空航天领域,蓝宝石作为窗口材料应用于前视红外系统、武器定位系统、红外对抗和透明盔甲等;在微机械应用领域,像高档表的轴承等蓝宝石微型机械器件被广泛使用;在光学和半导体领域,尤其是第三代基于氮化镓南冉鳯光学器件,蓝宝石作为最为常用的氮化物外延生长衬底材料而备受关注【。但是,由于发生得光萃取效率降低。所以,在蓝宝石基片上刻蚀像微透镜和线型或网状的微料的优良特性外,还具有很宽的通光带.“,是制作光学器件的优良物质,特别是在近红外高能传输和传感领域的应用,。现在,已有许多国内外学者利用蓝宝石光纤的特性结合光纤传感技术对许多高温恶劣环境进行温度监测和测量。在蓝宝石光纤传感领域中,研究光纤的各种微结构对传感性能的影响是光纤传感中一个新兴的领域。但是,蓝宝石单晶属于三方晶系离子晶体,其特有的高硬度和耐腐蚀特性导致普通的机械和化学加工的方由此可见,提高蓝宝石基片和蓝宝石单晶光纤的微加工工艺势在必行,而采取何种设备和工艺对其微加工才是一种行之有效的办法。随着加工技术的发展,蓝宝石材料的加工从机械打磨,机械化学方法抛光,离子束方法加工,到现在不同波长激光的微加工,实现了~个从粗加工到精密微加工的过程。尤其是激光技术和精密加工技术的发展,给蓝宝石材料的微加工创造了目前,已经报道过一些蓝宝石材料的刻蚀方法,比如反应离子刻蚀缱踊匦舱窭胱涌淌,加工等离子体刻蚀萬。好,透光性好等特点S捎诶侗κ捞氐奈锢硖匦裕Ф栊院陀乓斓墓在内部的反射光在涂掌蛘呃侗κ涂掌浯嬖谡凵渎实牟钜欤型结构,在很大程度上可以提高鵏的光萃取效率【俊另外,蓝宝石单晶光纤除了具备蓝宝石材法难以进行,阻碍了许多新兴产业的发展。良好的条件。武汉理工大学硕士学位论文
蓝宝石材料微加工与应用的研究现状这些方法最大的优势是加工图形两壁具有较好