在高速光通信模块的制造过程中,核心光学元件的尺寸精度直接决定了器件的性能与可靠性。近期,我们与一家专注于单光子探测器(SNSPD)研究和制造的客户合作,成功完成了对其关键结构——分布式布拉格反射镜(DBR) 的直径与同心度的高精度无损测量。
分布式布拉格反射镜(Distributed Bragg Reflector, DBR) 是一种由多层不同折射率介质交替堆叠而成的光学结构,能够对特定波长的光实现高反射。在单光子探测器中,DBR用于增强对通信波段(如1550nm)光信号的响应能力,是实现高效率光子探测的核心元件之一。
本次测量面临三大技术难点:
1
光源范围特别,成像难度大
客户使用1550nm波长的自发红外单点激光作为探测光源,其光斑尺寸仅为约9微米。在如此微小的发光区域下实现清晰成像,对显微镜的光学分辨率和信噪比提出了极高要求。
2
信号需穿透硅片,红外成像要求高
红外光必须穿透约0.5毫米厚的硅衬底才能被CCD接收。硅材料对红外光具有一定吸收与散射效应,传统可见光明场成像难以获取清晰图像。
3
暗场红外为最优解
实测表明,在暗场红外观察模式下,才能有效凸显DBR边缘结构对比度,获取可用于尺寸分析的清晰图像。明场红外成像无法分辨局部细节(依托于徕卡百年精湛的光学底蕴所提供的高兼容性光学显微镜,仅需常规镜筒及物镜即可完成高质量红外成像)。
左:原图 中:直径测量 右:同心度
本次测量选择的机型是徕卡VISORIA M系列,使用徕卡50倍N PLAN L BD物镜和图谱SWIR1300系列红外专用相机。
经客户验证,该测量数据准确并得到了客户的认可。
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