تصنيع مرنانات ضوئية أحادية البلورة أحادية البلورة عالية القيمة الكمية عن طريق التصنيع الآلي فائق الدقة.

تُعرف الرنانات الضوئية بأنها الأجهزة التي تحصر الضوء باستخدام ظاهرة الرنين، وتسمى "الرنانات" باللغة الإنجليزية، من "تجويف" بمعنى تجويف و"رنين" بمعنى رنين. يمكن لأبسط مرنان بصري أن يحصر الضوء عن طريق عكسه بشكل متكرر بين زوج من المرايا. يهدف بحثنا إلى استخدام هذه الرنانات الضوئية في أجهزة الليزر وأجهزة قياس الطيف وأجهزة الاستشعار وما إلى ذلك من خلال جعلها صغيرة للغاية وذات أداء عالٍ.
يُسمى هذا النوع من العناصر بالرنان البصري المجهري عالي الجودة، ويتطلب تصنيعه العديد من التقنيات المتقدمة مثل معالجة أشباه الموصلات، والتلميع، والمعالجة بالليزر. تشير قيمة Q هنا إلى قيمة جدارة الرنان، ويمكن القول أنه كلما أمكن حصر الضوء لفترة أطول، زادت قيمة Q. بشكل عام، من أجل تصنيع مرنان بصري مجهري بقيمة Q عالية، من الضروري معالجة الزجاج والسيليكون ومواد الفلورايد وما إلى ذلك بدقة مماثلة للطول الموجي للضوء.

في هذا البحث، وبالتعاون مع مختبر كاكينوما التابع لقسم هندسة تصميم الأنظمة، نجحنا لأول مرة في العالم في تصنيع مرنان بصري مجهري أحادي البلورة عالي الجودة بقيمة Q تزيد عن 100 مليون باستخدام الموجات فوق الصوتية. - تكنولوجيا الآلات الدقيقة. تقليديًا، تم استخدام التلميع لتصنيع تجاويف بصرية دقيقة أحادية البلورة باستخدام مواد الفلورايد ومواد أخرى. ومع ذلك، في حين أن هذه الطريقة يمكن أن تحصل على قيمة Q عالية، إلا أن هناك مشكلة تتمثل في أنه من الصعب التحكم في الهيكل بدقة وفقًا لترتيب الميكرومتر. يرتبط التحكم الدقيق في البنية ارتباطًا وثيقًا بتشتت الطول الموجي، وهو مهم بشكل خاص عند تطبيقه على تقنية الليزر التي تسمى مشط الترددات الدقيقة. بذلت محاولات لإنشاء رنانات بصرية مجهرية باستخدام الآلات الدقيقة، ولكن تم اعتبارها غير مناسبة بسبب مشاكل خشونة السطح. ولذلك، في هذه الدراسة، قمنا بتحليل البنية البلورية لمواد الفلورايد وتحسين ظروف القطع، وبالتالي تحقيق قيمة Q عالية وإمكانية التحكم الهيكلي مقارنة بالتلميع.
باستخدام هذه الطريقة، من الممكن إنتاج أجهزة مرنان بصرية دقيقة عالية الأداء بشكل موثوق، لذلك يمكن القول أن لها قيمة كبيرة ليس فقط للأبحاث الأساسية مثل أمشاط الترددات الدقيقة، ولكن أيضًا للأغراض الصناعية.