[发明专利]一种对光波导通光性能进行测试的方法

说明书

技术领域

本发明涉及光波导器件测试技术领域，尤其是一种基于扫描近场光学显微镜的对光波导通光性能进行测试的方法。

背景技术

自从光学显微镜出现以来，人们一直在为提高显微镜的分辨率进行着不懈的努力。自18世纪后，光学显微镜的分辨率已经没有实质性的提高了，这主要是由于存在一个由衍射效应决定的分辨率极限。随后，人们提出了扫描电子显微镜、扫描隧道显微镜等，虽然这些显微镜的分辨率有了惊人的提高，但是它们存在一些根本性的弱点。例如，它们对样品的要求较高，而且对样品的环境要求也很高，从而使这类显微镜在使用上有局限。因此，人们又将目光放在了光学显微镜了，这样就出现了扫描近场光学显微镜。扫描近场光学显微镜不但有超分辨率，而且能获得样品的近场光学像，这对于生物样品和光电子器件的测试有着革命性的意义。

随着现在纳米科学的深入研究，人们对纳米材料和各种纳米器件的表征显得格外迫切。而扫描电子显微镜只能得到器件的表面形貌图像，不能对器件的性能进行动态检测。随着微纳米加工技术的进步，光波导芯片的尺寸也逐渐减小，虽然光波导器件的小型化有利于实现大规模的芯片集成，但是芯片的测试难度却大大增加。

传统的对光波导通光性能测试方法有滑动棱镜法、三棱镜耦合法等，这些都是利用棱镜依次将传输线上各点的光耦合出来进行测量。滑动棱镜法需要在波导表面反复滑动棱镜，这要求很复杂的实验技巧，而且会对波导的表面造成伤害。三棱镜耦合法需要光波导比较长。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种对光波导通光性能进行测试的方法，以精确测试光波导器件的通光性能，实现光波导动态特性的观测。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种对光波导通光性能进行测试的方法，该方法基于包括激光器4、具有光波导2的光波导器件、扫描驱动装置3、输入近场光纤探针12、输出近场光纤探针11、信号发生器5、锁相放大器6、微纳操作臂7、探测设备8、控制箱9和计算机10的测试系统实现，该方法包括：

步骤1：将具有光波导2的光波导器件用胶粘剂粘在样品盒上；

步骤2：利用环境扫描电子显微镜在光波导器件中寻找到光波导2的具体位置，然后通过调节微纳操作臂7将输入近场光纤探针12移到光波导2的某处，通过输入近场光纤探针12将激光器4发出的光信号引入光波导2；

步骤3：从光波导2输出的光信号经输出近场光纤探针11传输到探测设备8中进行探测扫描，扫描结果通过控制箱9进入计算机10，由计算机10对扫描结果进行数据处理；

步骤4：通过扫描驱动装置3驱动光波导2在X和Y方向被逐点扫描，将扫描结果输送到计算机10进行数据处理，得到整个光波导器件的近场光学图像；

步骤5：从得到的光波导器件的近场光学像和器件的表面结构像，得到光波导的通光性能及损耗特性，完成光波导通光性能的测试。

上述方案中，步骤1中所述胶粘剂是白乳胶或双面胶。

上述方案中，步骤2中所述输入近场光纤探针是拉锥石英光纤探针，探针尖端尺寸小于100nm。

上述方案中，步骤3中所述输出近场光纤探针11是带有石英音叉的拉锥石英光纤探针。

上述方案中，步骤3中所述探测设备8是光电倍增管。

上述方案中，步骤4中所述扫描驱动装置3是压电陶瓷管或压电陶瓷扫描台。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的基于扫描近场光学显微镜的对光波导通光性能进行测试的方法，通过借助扫描近场光学显微镜的超分辨成像特点，能够精确测试光波导器件的通光性能，尤其对于小尺寸的光波导器件，能很方便的测得它的通光性能。

2、本发明提供的基于扫描近场光学显微镜的对光波导通光性能进行测试的方法，具有体积小，操作简便，结构简单的特点，能够对各种光波导器件进行无损测试。

3、本发明提供的基于扫描近场光学显微镜的对光波导通光性能进行测试的方法，能够很好的实现光波导动态特性的观测，可以实时的观测到波导的漏光以及表面粗燥度，能够广泛用于光波导的制备及测试中。

附图说明

为了进一步说明本发明的内容及特点，结合一下附图及实施方式作详细的描述，其中：

图1是本发明提供的基于扫描近场光学显微镜的对光波导通光性能进行测试的方法流程图；

图2是依照本发明实施例的马赫-增德调制器的结构示意图；