氮化硅集成微腔光频梳器件关键制备技术(特邀)

微腔光频梳,又称微腔梳,是通过腔内四波混频过程产生的一种高相干宽谱的集成光源,有着优异的时频特性,可用于超精密分子光谱、相干通信、激光雷达、轻型化装备等测量应用,是基础科学、计量学及军事装备的重要工具,是一项颠覆性的技术.报道了一种集成氮化硅(Si3N4)微腔光频梳器件制备的关键技术,提出了 一种方法平衡Si3N4的应力、厚度和化学计量之间的矛盾,以满足反常色散和减少双光子吸收的要求.利用这种改进的大马士革工艺微结构降低Si3N4厚膜的应力,减少应力缺陷对器件性能的影响,实现高品质Si3N4薄膜的可控制备.在微腔刻蚀工艺中,采用30nm氧化铝牺牲层补偿掩模抗刻蚀能力,实现微环和波导侧壁粗糙度小于15 nm,满足了微腔高Q值的要求.经双光泵浦测量得到1 480～1 640nm波段内的宽光谱高相干克尔光频梳.