[发明专利]一种键合板条键合面相对损耗值的获取方法

说明书

本发明提供一种键合板条键合面相对损耗值的获取方法，属于激光键合晶体板条的质量检测领域，首先运用已知反射率的标准反射面获取白光干涉装置回损校对值；然后通过干涉仪的延迟线结构，对待测板条中垂直键合面的深度方向扫描测试，获取各个反射面的分布式干涉强度信号，以及键合面的深度定位；进一步利用探头中已知反射率薄膜为标准，将干涉信号转化为反射率的分布式结果，并结合标准反射面的损耗校对值对测量结果校准；再利用菲涅尔反射公式将表面反射率测量结果转化为晶体的折射率，进而计算出键合面处理想的菲涅尔反射率理论值；最后通过键合面的反射率测量值与菲涅尔反射率理论值对比，得到键合面相对损耗值，以此评价键合面质量。

技术领域

本发明涉及一种键合板条键合面相对损耗值的获取方法，属于激光键合晶体板条的质量检测领域。

背景技术

通过热扩散键合制备的激光键合板条，在激光技术方面能够改善激光热性能和光束质量的同时，有利于激光系统集成化以及大尺寸晶体板条的获取。扩散键合制作方法起源于半导体的加工技术，Lee等人[Proc.SPIE.1992,1624:2-10.]率先应用到复合激光晶体板条的制备应用中。随着高功率激光器的迅速发展，对键合晶体的质量要求也越来越高，尤其是键合面的键合质量。目前的检测技术主要围绕以下几点：Tsunekane等人[IEEEJournal of Selected Topics in Quantum Electronics,1997,3(1):0-18.]通过双折射的光学测量方法，得到键合面处残余应力的分布；Sugiyama等人[Applied Optics,1998,37(12):2407-2410.]通过CCD检测晶体出射的光斑强度分布，以及透射波前的方法检测光束通过晶体的均匀性，来反映晶体键合处对光路传输的影响。但是都是无法溯源的检测方法，只能表征晶体整体对光束的影响。除此之外还包括各类显微放大的材料检测方法，包括侧面显微层析、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(ARM)、电子显微探针检测(EPMA)等。这些显微放大的检测，可以定性地观测晶体键合面的局部缺陷分布，但是都需要对被测样品进行离子研磨打薄的破坏性处理，且检测效率太低、成本过高。

光纤白光干涉技术(或称为低相干光干涉技术)起源于部分相干光理论，作为一种测量技术，其优势主要在于能够对准静态参数实现绝对测量，不受光学传递函数的周期性影响，可实现大动态范围的测量，因为极强的抗干扰能力而被广泛应用。白光干涉技术目前主要应用包括：偏振态测量[Journal of Lightwave Technology 2014.32(22):3641-3650.]、表面形貌测量[Proceedings of SPIE-The International Society for OpticalEngineering,2006,6382.]、薄膜厚度测量[Applied Optics,1999,38(28):5968-5973.]，以及演变发展的生物光层析技术[Science,1991,254:1178-1181.]等。但是目前缺少针对激光板条测试的应用研发，尤其是针对键合质量的检测，本发明基于光纤白光干涉测量技术，尤其是光斑分布式检测的可溯源优势，开发出一种键合板条的分布式测试方法，提出一种新型的键合面质量表征参数，降低检测的技术难度和成本，为高功率激光器的研制提供定量化数据支撑。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种键合板条键合面相对损耗值的获取方法，针对现有的键合板条质量检测方法的局限性，创新地将光纤白光干涉测量技术引入到键合板条质量检测领域，提出键合面相对损耗作为新型键合面质量评估参数，实现无损高效、低成本、定量化、可溯源的分布式测量，为高功率激光器的研发提供质量保障。

本发明的目的是这样实现的：步骤一：依据待测键合板条的尺寸、类型以及吸收光谱，调试白光干涉测量系统；

步骤二：白光干涉测量系统对已知反射率的标准反射面进行测试，获取干涉信号值，评测出探头距离变化造成的测量信号波动，得到回损的校对参考值；

步骤三：白光干涉测量系统中的延迟线结构对待测键合板条进行扫描测试，得到各反射面的分布式干涉强度信号；