[发明专利]单方向发射的氮化物锁模回音壁微激光器及其制备方法

权利要求书

1.一种单方向发射的氮化物锁模回音壁微激光器，其特征在于，该激光器以硅基氮化物晶片为载体，包括硅基底、设置在所述硅基底上的硅柱、由所述硅柱支撑的悬空的非对称环形薄膜微腔结构，所述非对称环形薄膜微腔结构由氮化物构成，包括环形的本体(I)、设置在所述本体(I)内部的微腔、设置在本体(I)周向外侧的突出锥角(II)，所述本体(I)上设置有将微腔与外部连通的缺口(III)，所述突出锥角(II)由本体(I)圆周切线、本体(I)圆周上弧线和本体(I)外的弧线围成，所述本体(I)外的弧线与本体(I)圆周相交的夹角为锐角，所述缺口(III)中修饰有金属纳米棒，所述缺口(III)中修饰的金纳米棒，在光泵浦条件下作为半导体饱和吸收体对微腔中的激光进行模式调制，实现单方向发射的氮化物锁模回音壁激光。

2.根据权利要求1所述的单方向发射的氮化物锁模回音壁微激光器，其特征在于，所述硅基底和硅柱均为在硅基氮化物晶片的硅衬底层(2)上刻蚀得到的。

3.一种制备权利要求1或2所述单方向发射的氮化物锁模回音壁微激光器的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

第一步：在氮化物层(1)上旋涂光刻胶(4)，然后采用光学光刻技术在旋涂的光刻胶层上定义权利要求1中所述的非对称环形薄膜微腔结构的图形；

第二步：利用电子束蒸镀系统在氮化物层(1)上沉积金属镍，然后去除残留的光刻胶，留下的金属镍作为硬质掩膜层(3)；

第三步：基于所述硬质掩膜层(3)，采用反应离子刻蚀技术向下刻蚀氮化物层(1)直至硅衬底层(2)的上表面，从而将所述第二步中定义出的图形转移至硅基氮化物晶片的氮化物层(1)中，得到带缺口(III)的非对称环形薄膜微腔结构，然后利用稀硝酸或者镍刻蚀液去除残留在氮化物层(1)表面的金属镍；

第四步：采用各向 同性湿法硅刻技术，使硅衬底层(2)中形成支撑非对称环形薄膜微腔结构的硅柱和位于底面的硅基底，使非对称环形薄膜微腔结构悬空；

第五步：将非对称环形薄膜微腔结构浸入到金属纳米棒的溶液中，使金属纳米棒修饰到缺口(III)里，得到单方向发射的氮化物锁模回音壁微激光器。