CN114730118B - 具有局部离子注入空隙的光学谐振器 - Google Patents

具有局部离子注入空隙的光学谐振器 Download PDF

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Abstract

描述了一种具有离子注入空隙的高Q回音壁模式谐振器。谐振器器件包括由电光材料形成的谐振器盘。谐振器盘包括顶表面、基本上平行于顶表面的底表面、以及在顶表面与底表面之间的侧面结构。侧面结构包括沿着谐振器盘的周边的轴向表面，其中，中间平面穿过轴向表面，将轴向表面分成对称的两半。回音壁模式谐振器盘包括定位在距顶表面特定深度处的空隙。定位在距顶表面特定深度处的至少一个空隙位于朝向谐振器盘的周边的外末端处。谐振器器件还可包括在顶表面上的第一电极和在底表面上的第二电极。

Description

具有局部离子注入空隙的光学谐振器
背景技术
各种常规的架构采用注入锁定到谐振器的激光器。例如，激光器可以发射光束，该光束被发送到谐振器。激光器和谐振器光学耦合，使得来自激光器的光束被提供给谐振器，在谐振器内部循环且经历全内反射，并从谐振器提供回激光器。当被注入锁定时，激光器的频率从属于谐振器的频率(例如，谐振器可以使激光器以与谐振器的频率相比基本相似的频率发射光束)。
可用于注入锁定的示例性谐振器是高品质因数(Q)回音壁模式谐振器。由于这种谐振器的电光特性和尺寸，可以利用相对窄的线宽来线性地调制回音壁模式谐振器的频率。根据示例，施加到谐振器的锯齿波形电压可以导致注入锁定到谐振器的激光器发射频率跟随锯齿波形的光束。
常规的回音壁模式谐振器可以固有地支持每个自由光谱范围(FSR)的多个模式。传统谐振器中的模式位置可以由谐振器的几何形状确定，由于制造精度受限，谐振器的几何形状可能会发生变化。因此，许多制造好的谐振器可能在工作模式附近(例如，在某个频率范围内)具有边模，这会使这种谐振器无法使用。因此，常规谐振器的谐振器产量会受到不利影响。
发明内容
以下是本文更详细描述的主题的简要概述。此概述并不意图限制权利要求的范围。
本文描述了与具有离子注入空隙的高Q回音壁模式谐振器有关的各种技术。回音壁模式谐振器器件可以包括由电光材料形成的回音壁模式谐振器盘。回音壁模式谐振器盘可以包括顶表面、基本上平行于顶表面的底表面、以及在顶表面与底表面之间的侧面结构。侧面结构可以包括沿着回音壁模式谐振器盘的周边的轴向表面，其中，中间平面穿过轴向表面，将轴向表面分成对称的两半。此外，回音壁模式谐振器盘包括定位在距顶表面特定深度处的空隙。定位在距顶表面特定深度处的至少一个空隙位于朝向回音壁模式谐振器盘的周边的外末端。回音壁模式谐振器器件还可包括在回音壁模式谐振器盘的顶表面上的第一电极以及在回音壁模式谐振器盘的底表面上的第二电极。
可以经由离子注入在回音壁模式谐振器盘中形成空隙。根据各种实施例，离子束可被引导到由电光材料形成的晶片的顶表面处，使得离子束中的离子被注入晶片中并形成分布在距晶片的顶表面特定深度处的空隙。在晶片中形成空隙之后，可以切割具有分布在距顶表面特定深度处的空隙的晶片，以产生回音壁模式谐振器器件。由于折射率的差异，位于朝向回音壁模式谐振器器件的周边的外末端处的空隙可以抑制边模。此外，在从晶片切割出谐振器器件之前执行离子注入以在晶片中产生空隙，从而能够以并行方式为谐振器器件产生缺陷，这有助于大量生产具有用于抑制边模的局部空隙的回音壁模式谐振器器件。
以上概述呈现简化的概述，以便提供对本文所讨论的系统和/或方法的一些方面的基本理解。此概述并非本文所讨论的系统和/或方法的广泛概述。此概述并不意图标识关键/决定性元件或者叙述此类系统和/或方法的范围。此概述的唯一目的是以简化形式呈现一些概念，以作为稍后呈现的更详细的描述的序言。
附图说明
图1示出了包括局部离子注入空隙的示例性回音壁模式谐振器器件的截面图。
图2示出了包括局部离子注入空隙的另一个示例性回音壁模式谐振器器件的截面图。
图3示出了没有空隙的示例性回音壁模式谐振器器件的截面图。
图4示出了用于制造具有局部空隙的回音壁模式谐振器器件的示例性技术。
图5示出了用于制造具有局部空隙的回音壁模式谐振器器件的另一示例性技术。
图6示出了示例性激光雷达传感器系统的框图。
图7是示出了制造回音壁模式谐振器器件的示例性方法的流程图。
具体实施方式
现在参考附图描述与具有局部离子注入空隙的光学谐振器有关的各种技术，在附图中，相同的附图标记用于始终指代相同的元件。在以下描述中，出于说明的目的，阐述许多具体细节以便提供对一个或多个方面的透彻理解。然而，显然可在没有这些具体细节的情况下实践一个或多个这样的方面。在其他情况下，以框图形式示出众所周知的结构和装置，以便有助于描述一个或多个方面。另外，应理解，描述为由某些系统组件执行的功能可由多个组件执行。类似地，例如，组件可被配置来执行描述为由多个组件执行的功能。
此外，术语“或”意图是指包含性“或”而非排他性“或”。也就是说，除非另外规定或从上下文清楚得知，否则短语“X采用A或B”意图是指自然包含性置换中的任何一个。也就是说，短语“X采用A或B”满足以下情况中的任一种：X采用A；X采用B；或X采用A和B两者。此外，除非另外规定或从上下文中清楚得知是针对单数形式，否则如本申请和所附权利要求中所用的冠词“一个”和“一种”一般应当理解为意指“一个或多个”。
如本文所用，术语“组件”和“系统”意图涵盖配置有计算机可执行指令的计算机可读数据存储，这些计算机可执行指令在由处理器执行时引起某些功能的执行。计算机可执行指令可包括例程、功能等。术语“组件”和“系统”还旨在涵盖一个或多个光学元件，这些光学元件可以被配置或耦合在一起以执行关于光信号的各种功能。还应理解，组件或系统可定位在单个装置上或者跨若干装置分布。另外，如本文所用，术语“示例性”意图是指“用作某物的说明或示例”。
现在参考附图，图1示出了包括局部离子注入空隙的示例性回音壁模式谐振器器件100(在本文中也称为谐振器器件100)的截面图。如本文所用，术语“谐振器器件”和“谐振器”可互换使用。谐振器器件100包括由电光材料形成的回音壁模式谐振器盘102(在本文中也称为谐振器盘102)。例如，回音壁模式谐振器盘102可以由各种晶体材料(例如，氟化钙、氟化镁、铌酸锂、钽酸锂、硅等)中的任何一种形成。
回音壁模式谐振器盘102包括沿着回音壁模式谐振器盘102的周边的轴向表面104。中间平面106穿过轴向表面104，将轴向表面104分成对称的两半。因此，如图所示，轴向表面104的上半部在第一中间平面106之上，轴向表面104的下半部在第一中间平面106之下。回音壁模式谐振器盘102还包括顶表面108和底表面110。底表面110基本上平行于顶表面108。因此，在图1的示例中，中间平面106在顶表面108与底表面110之间基本上是等距的。
根据各种示例，回音壁模式谐振器盘102还可以包括第一倒角边缘112和第二倒角边缘114。第一倒角边缘112在顶表面108与轴向表面104之间，第二倒角边缘114在底表面110与轴向表面104之间。此外，轴向表面104、第一倒角边缘112和第二倒角边缘114可以形成回音壁模式谐振器盘102的凸侧结构(例如，从谐振器器件100外部的视点来看，轴向表面104、第一倒角边缘112和第二倒角边缘具有凸几何形状)。回音壁模式谐振器盘102的凸侧结构可以简化谐振器器件100的制造、抛光、清洗等(与凹侧结构相反)。根据其他示例，设想回音壁模式谐振器盘102可以没有第一倒角边缘112和第二倒角边缘114(例如，轴向表面104可以在顶表面108与底表面110之间延伸)。
谐振器器件100还包括在回音壁模式谐振器盘102的顶表面108上的第一电极116以及在回音壁模式谐振器盘102的底表面110上的第二电极118。基本上任何类型的电极116-118可以在回音壁模式谐振器盘102的顶表面和底表面108-110上。根据图示，光学绝缘体可以与回音壁模式谐振器盘102的电光材料相邻。此外，诸如铬或钛等结合金属层可以在光学绝缘体上，并且电极可以在结合金属上。按照该图示，光学绝缘体层和结合金属层可以在顶表面108与第一电极116之间。同样，光学绝缘体层和结合金属层可以在底表面110与第二电极118之间。然而，应当理解，要求保护的主题不限于前述说明。此外，根据示例，电极116-118可以由金形成；然而，设想到电极116-118可以由其他材料形成。
回音壁模式谐振器盘102还包括定位在距顶表面108一定深度122处的空隙120。空隙120是回音壁模式谐振器盘102中的缺陷。与回音壁模式谐振器盘102的其余部分相比，空隙120具有不同的折射率。由于折射率的差异，空隙120可以抑制回音壁模式谐振器盘102中空隙120的位置处的边模。因此，位于距顶表面108该深度122处且朝向回音壁模式谐振器盘102的周边的外末端处的一个或多个空隙120可以抑制距顶表面108该深度122附近内朝向周边的外末端处的边模。如图1中所描绘的，两个空隙120位于第一倒角边缘112处或附近。这两个空隙120可以抑制回音壁模式谐振器盘102中距顶表面108该深度122附近第一倒角边模112处或附近的边模。
光学回音壁模式谐振器器件可以具有其支持的光学模式族的集合。每个族中模式的频率可以由材料特性确定。此外，模式族的集合可以由回音壁模式谐振器器件的形状来确定。回音壁模式谐振器器件100可以支持位于中间平面106中的基模124。基模也可以称为激光雷达工作模式(如果回音壁模式谐振器器件100用作激光雷达传感器系统的一部分的话)。中间平面106中的基模124位于朝向回音壁模式谐振器盘102的周边(例如，朝向中间平面106中的轴向表面104)的外末端处。
此外，边模(也称为高阶模)可以逐渐远离基模在回音壁模式谐振器器件中的位置定位。边模可以存在于基模附近，导致密集的谐振器频谱。边模可以包括横模和径向模。横模可以从基模的位置在轴向(例如，上下)方向上延伸，而径向模可以从基模的位置朝向谐振器器件的中心在径向方向上延伸。为了说明的目的，图1中描绘了边模126和边模128。预期到，要求保护的主题不限于包括两个边模的谐振器器件100。
根据各种实施例，回音壁模式谐振器盘102的厚度130可以在40到60微米之间的范围内。如本文所述，范围可以是包含范围；因此，40和60微米旨在落入上述范围的保护范围内。根据示例，回音壁模式谐振器盘102的厚度130可以是50微米。顶表面108与中间平面106之间的距离可以是回音壁模式谐振器盘102的厚度130的一半，并且底表面110与中间平面106之间的距离可以是回音壁模式谐振器盘102的厚度130的一半。此外，空隙120距顶表面108的深度122可以在10到20微米之间的范围内；空隙120的深度122从中间平面106偏移，因此一个或多个空隙120不抑制基模124。此外，回音壁模式谐振器盘102的直径132可以在1.2到1.4毫米之间的范围内。根据示例，回音壁模式谐振器盘102的直径132可以是1.3毫米。然而，应当理解，不同的厚度130、直径132和深度122旨在落入所附权利要求的范围内，因为本文阐述的方法可扩展到其他厚度130(例如，40到60微米范围之外)、其他直径132(例如，1.2到1.4毫米范围之外)和其他深度(例如，10到20微米范围之外)。
如图1中所描绘的，具有大轴向范围(例如，沿着盘轴，上下)的边模的数量可以通过在距顶表面108深度122处包括空隙120而降低(与没有空隙的对称回音壁模式谐振器器件相比)。因此，在图1的示例中，由于空隙120与形成回音壁模式谐振器盘102的材料之间的折射率差异，中间平面106与顶表面108之间的边模(例如，具有高轴向范围的横模)(或至少这种边模的子集)可以被抑制，而基模124可以保持相对不受影响(因为基模124的光不通过空隙传播)。
虽然本文中阐述的许多示例描述了盘形谐振器(例如，谐振器盘102)，但是可以预期到，其他谐振器形状旨在落入所附权利要求的范围内。例如，替代地，谐振器器件100可包括谐振器环或非对称谐振器盘。空隙可以以与本文阐述的示例类似的方式位于谐振器环或非对称谐振器盘(或形成为不同形状的谐振器)中以抑制边模。
现在转向图2，示出了包括局部离子注入空隙的另一个示例性回音壁模式谐振器器件200(谐振器器件200)的截面图。类似于图1的谐振器器件100，谐振器器件200包括由电光材料形成的回音壁模式谐振器盘202。回音壁模式谐振器盘202也包括沿周边的轴向表面104，其中，中间平面106穿过轴向表面104，将轴向表面204分成对称的两半。回音壁模式谐振器盘202还包括顶表面108、底表面110、第一倒角边缘112和第二倒角边缘114；然而，在其他实施例中，可以设想到，回音壁模式谐振器盘202不需要包括第一倒角边缘112和第二倒角边缘114。
回音壁模式谐振器器件200还包括第一电极116和第二电极118。第一电极116在回音壁模式谐振器盘202的顶表面108上。此外，第二电极118在回音壁模式谐振器盘202的底表面110上。
类似于图1的谐振器器件100，回音壁模式谐振器盘202包括定位在距顶表面108一定深度122处的空隙120。此外，回音壁模式谐振器盘202包括定位在距底表面110一定深度206处的空隙204。根据示例，空隙120的深度122可以基本上类似于空隙204的深度206；然而，可以设想到，空隙120和空隙204可以在距相应表面108和110的不同深度122和204处。位于距顶表面该深度122处朝向回音壁模式谐振器盘202的周边的外末端处的一个或多个空隙120可以抑制距顶表面108该深度122附近朝向周边的外末端处的边模。同样地，位于距底表面110该深度206处朝向回音壁模式谐振器盘202的周边的外末端处的一个或多个空隙204可以抑制距底表面110该深度206附近朝向周边的外末端处的边模。在所描绘的示例中，两个空隙120位于第一倒角边缘112处或附近，并且一个空隙204位于第二倒角边缘114处或附近；这些空隙可以抑制边模，如本文所述。
回音壁模式谐振器器件200可以支持位于中间平面106中的基模124。此外，尽管未示出，但是边模可以逐渐远离基模124在谐振器器件200中的位置定位(例如，并非所有边模都可以被空隙120和空隙204抑制)。
类似于图1的谐振器器件100，与没有空隙的回音壁模式谐振器器件相比，图2的谐振器器件200可以减少具有大轴向范围(例如，沿着盘轴，上下)的边模的数量。在图2的示例中，由于空隙120与形成回音壁模式谐振器盘202的材料之间的折射率差异，中间平面106与顶表面108之间的边模(例如，具有高轴向范围的横模)(或至少这种边模的子集)可以被抑制。同样，由于空隙204与形成回音壁模式谐振器盘202的材料之间的折射率差异，中间平面106与底表面110之间的边模(例如，具有高轴向范围的横模)(或至少这种边模的子集)可以被抑制。此外，基模124可以保持相对不受影响(因为基模124的光不通过空隙传播)。
虽然图1至图2描述了空隙在距顶表面108或底表面110特定深度处，但预期到，空隙可在距顶表面108或底表面110的一定深度范围内。例如，空隙120可以在距顶表面108的10微米到15微米的深度范围内；然而，要求保护的主题不限于前述示例。根据其他实施例，空隙可以定位在距顶表面108或底表面多于一个的深度处。举例来说，第一组空隙可以定位在距顶表面108 10微米的深度处，而第二组空隙可以定位在距顶表面108 15微米的深度处；再次，应当理解，要求保护的主题不限于该示例。
参考图3，示出了没有空隙的示例性回音壁模式谐振器器件300(谐振器器件300)的截面图。谐振器器件300包括由电光材料形成的回音壁模式谐振器盘302(谐振器盘302)。回音壁模式谐振器盘302包括沿周边的轴向表面304，其中，中间平面306穿过轴向表面304，将轴向表面304分成对称的两半。
回音壁模式谐振器盘302还包括顶表面308、底表面310、第一倒角边缘312和第二倒角边缘314。中间平面306在顶表面308与底表面310之间也基本上是等距的。回音壁模式谐振器器件300还包括在顶表面308上的第一电极316和在底表面310上的第二电极318。
回音壁模式谐振器器件300支持谐振器器件300的中间平面306中的基模320。边模可以逐渐远离谐振器盘302的中间平面306中的基模320定位。在图3示出的示例中，四个边模(例如，边模322、边模324、边模326和边模328)位于基模320附近。然而，预期到，多于或少于四个边模可以位于回音壁模式谐振器盘302的周边附近。如上所述，图1的回音壁模式谐振器器件100和图2的回音壁模式谐振器器件200可以相对于图3示出的回音壁模式谐振器器件300减少边模的数量(例如，通过具有抑制位于回音壁模式谐振器盘内的边模的空隙)。
参考图4，示出了用于制造具有局部空隙的回音壁模式谐振器器件(例如，回音壁模式谐振器器件100)的示例性技术。在400处描绘了该技术的第一阶段，其中描绘了具有顶表面404、底表面406和中间平面408的晶片402。晶片402可以由诸如氟化钙、氟化镁、铌酸锂、钽酸锂、硅等结晶材料形成。将离子束410指向晶片402的顶表面404处；因此，晶片402通过顶表面404受到离子束410的离子轰击。离子被注入晶片402中并形成分布在距顶表面404一定深度(例如，上述空隙120的深度122)处的空隙412(例如，缺陷)。例如，注入的离子可以形成气泡(例如，空隙412)，其分布在晶片402内与顶表面404基本平行的平面附近。根据各种实施例，氢离子(H+离子)可以被注入晶片402以形成空隙412；然而，预期到，可以附加地或替代地将其他离子注入晶片402中。
可以调整轰击晶片402的顶表面404的离子束410的注入能量和离子电流密度，以在距顶表面404所需的(一个或多个)深度处产生所需密度的空隙412。控制形成在晶片402中的空隙412的密度，使得从晶片402中取出(core out)的谐振器器件各自在谐振器器件的相应周边处或附近包括至少一个空隙412，其概率高于阈值(例如，99％、99.9％、99.99％)。因此，在晶片402的材料中距顶表面404校准后的深度处的空隙412的密度可以在制造谐振器器件之前产生；距顶表面404校准后的深度可以抑制边模，有利于由晶片402制造的谐振器器件中的基模。
在420处描绘了该技术的第二阶段，其中从晶片402切割出谐振器器件。在440处描绘了所产生的谐振器器件(例如，在440处，谐振器器件与晶片402的其余部分分离)。为了简单起见，图4中描绘了两个谐振器器件422和424；然而，预期到，可以从晶片402切割出基本上任何数量的谐振器器件。晶片402中空隙412的密度使得不需要精确控制从晶片402切割出谐振器器件的位置(例如，不管在哪里切割晶片402来形成谐振器器件，至少一个空隙在谐振器器件的周边处或附近的可能性高于阈值)。
此外，虽然未示出，但应当理解，可以在离子注入之后和切割出谐振器器件之前在晶片402上执行附加的制造步骤。例如，可以将层添加到晶片402的顶表面404和底表面406；这种层可以形成所得到的谐振器器件的电极。
图4中描绘的谐振器器件422和424是没有倒角边缘的盘形谐振器器件。应当理解，替代地，可以从晶片402切割出具有其他形状的谐振器器件(例如，谐振器器件可以是具有倒角边缘的盘形，谐振器器件可以是非对称盘形，谐振器器件可以是环形)；因此，要求保护的主题不限于图4中描绘的示例。此外，尽管未示出，但预期到，在切割之后可以在谐振器器件422和424上执行附加的制造步骤(例如，可以对谐振器器件422和424的侧面结构进行抛光、清洗等)。
根据示例，谐振器器件422(以及类似地由晶片402制造的其他谐振器器件)可以支持中间平面408中的基模，同时在谐振器器件422的周边处或附近的空隙可以抑制谐振器器件422中的(一个或多个)边模。在从晶片402切割出谐振器器件之前执行离子注入以在晶片402中产生空隙412，使得能够以并行方式为谐振器器件产生缺陷，这有助于大量生产具有用于抑制边模的局部空隙的回音壁模式谐振器器件。
现在参考图5，示出了用于制造具有局部空隙的回音壁模式谐振器器件(例如，回音壁模式谐振器器件200)的另一示例性技术。在500处示出了该技术的第一阶段；再次，晶片502包括顶表面504、底表面506和中间平面508。与上文类似，将离子束510引导到晶片502的顶表面504处。因此，离子束510的离子被注入晶片502中并形成分布在距顶表面504一定深度(例如，上述空隙122的深度122)处的空隙512。如上所述，可以调整轰击晶片502的顶表面504的离子束510的注入能量和离子电流密度，以在距顶表面504所需的(一个或多个)深度处产生所需密度的空隙512(例如，控制形成在晶片502中的空隙512的密度，使得从晶片502中取出的谐振器器件各自在谐振器器件的相应周边处或附近包括至少一个空隙512，其概率高于阈值)。
在520处描绘了该技术的第二阶段。将离子束522引导到晶片502的底表面506处(例如，晶片502可以翻转，如图5中520处所描绘的那样)。离子束522可以与离子束510基本相似(例如，可以注入基本相似的离子，注入能量可以基本相似，离子电流密度可以基本相似)；然而，要求保护的主题不限于此。离子束522的离子被注入晶片502中并形成分布在距底表面506一定深度(例如，空隙204的深度206)处的空隙524。与上文类似，可以调整轰击晶片502的底表面506的离子束522的注入能量和离子电流密度，以在距底表面506所需的(一个或多个)深度处产生所需密度的空隙524(例如，控制形成在晶片502中的空隙524的密度，使得从晶片502中取出的谐振器器件各自在谐振器器件的相应周边处或附近包括至少一个空隙524，其概率高于阈值)。
在540处描绘了该技术的第三阶段，其中，从晶片502切割出谐振器器件。在560处示出产生的谐振器器件(例如，在560处，谐振器器件与晶片502的其余部分分离)。再次，在图5中描绘了两个谐振器器件542和544，然而，应当理解，可以从晶片502切割出基本上任何数量的谐振器器件。晶片502中的空隙512和空隙524的密度使得不需要精确控制从晶片502切割出谐振器器件的位置。例如，不管在哪里切割晶片502来形成这种谐振器器件，至少一个空隙512在谐振器器件的周边处或附近的概率高于阈值，而至少一个空隙524在谐振器器件的周边处或附近的概率高于阈值。
同样，如上所述，可以在离子注入之后和切割出谐振器器件之前在晶片502上执行附加的制造步骤。此外，设想到从晶片502切割出的谐振器器件可以是盘形(具有或不具有倒角边缘)、非对称盘形、环形等。此外，可以在切割之后在谐振器器件542和544上执行附加的制造步骤。此外，采用上述方法制造的谐振器器件可以支持基模(例如，位于中间平面508中)，同时通过在距顶表面504和底表面506一定深度处包括空隙来抑制边模。在从晶片502切割出谐振器器件之前执行离子注入以在晶片502中产生空隙512和空隙524，使得能够以并行方式为谐振器器件产生缺陷，这有助于大量生产具有用于抑制边模的局部空隙的回音壁模式谐振器器件。
参考图6，示出了示例性激光雷达传感器系统600。激光雷达传感器系统600可以是调频连续波(FMCW)激光雷达传感器系统；然而，要求保护的主题不限于此。激光雷达传感器系统600包括激光器602、光学耦合器604和谐振器器件606。光学耦合器604耦合到激光器602，谐振器器件606耦合到光学耦合器604。谐振器器件606可以是图1的回音壁模式谐振器器件100、图2的回音壁模式谐振器器件200等。
激光器602可以是半导体激光器、激光二极管等。光学耦合器604可以被配置为将激光器602输出的光耦合到谐振器器件606。此外，光学耦合器604可以被配置为将从谐振器器件606返回的光耦合到激光器602。
如本文所述，谐振器器件606可以包括可以向其施加电压的电极。向谐振器器件606施加电压可以改变谐振器器件606的电光材料的光学特性。例如，施加电压可以改变谐振器器件606的电光材料的折射率。
激光器602被光学注入锁定到谐振器器件606。可以将激光器602注入锁定到谐振器器件606的基模。此外，可以抑制(一个或多个)边模，如本文所述。此外，由于激光器602被光学注入锁定到谐振器器件606，因此施加到谐振器器件606的电压可以在激光器602上产生频率变化。
激光雷达传感器系统600还包括前端光学器件608，其被配置为将激光器602产生的光信号的至少一部分透射到激光雷达传感器系统600的环境中。根据各种示例，前端光学器件608可以包括扫描仪，其可以将光信号引导到环境中的视场上。前端光学器件608还可以包括其他光学元件，例如一个或多个透镜、光学隔离器、一个或多个波导、光学放大器、干涉仪等。这类光学元件能够产生具有诸如准直、发散角、线宽、功率等期望特性的光信号。这类光学元件可以离散地组装在芯片上或集成在芯片上，或两者的组合。前端光学器件608也可以被配置为接收来自环境的反射光信号。反射光信号可以对应于透射到环境的光信号中从环境中的对象反射回来的至少一部分。
此外，激光雷达传感器系统600可以包括检测器610(例如，光电检测器)和处理电路612。检测器610可以被配置为将由前端光学器件608接收到的反射光信号与激光器602产生的光信号的本地振荡器部分混合。处理电路612可以被配置为基于检测器610的输出来计算环境中的对象的距离和速度数据。
图7示出了与制造本文所述的回音壁模式谐振器器件相关的示例性方法。虽然这些方法被示出和描述为依次执行的一系列动作，但是应当理解和认识到，这些方法不受次序的限制。例如，一些动作可以以与本文描述的顺序不同的顺序发生。此外，一个动作可以与另一个动作同时发生。此外，在某些情况下，可能不需要所有动作来实现本文描述的方法。
图7示出了制造回音壁模式谐振器器件的方法700。在702处，可以将离子束引导到由电光材料形成的晶片的顶表面处。通过将离子束引导到晶片的顶表面处，离子束中的离子被注入晶片中，并在晶片中形成分布在距顶表面特定深度处的空隙。可以调整离子束的注入能量和离子电流密度，以控制形成在距顶表面特定深度处的空隙的密度(例如，深度可以是注入能量的函数，空隙的密度可以是离子电流密度的函数)。根据示例，离子束也可以被引导到晶片的底表面处；按照该示例，通过将离子束引导到晶片的底表面处，离子束中的离子被注入到晶片中，并在晶片中形成分布在距底表面特定深度处的空隙。附加地或替代地，离子束可以进一步被引导到晶片的顶表面处，使得离子束中的离子被注入晶片中并且形成分布在距晶片的顶表面的不同深度处的空隙。在704处，可以切割具有分布在距顶表面特定深度处的空隙(以及形成在其中的其他空隙)的晶片，以至少产生回音壁模式谐振器器件。预期到，可以从晶片切割出基本上任何数量的回音壁模式谐振器器件。根据示例，回音壁模式谐振器器件可以是盘形(具有或不具有倒角边缘)、环形等。
以上所述内容包括一个或多个实施例的示例。当然，不可能为了描述前述方面而描述以上装置或方法的每个可构想到的修改和更改，但本领域普通技术人员可认识到，对各种方面的许多另外的修改和置换是可能的。因此，所述方面意图涵盖落在所附权利要求的范围内的所有此类更改、修改和变化。此外，就详细描述或权利要求中所用的术语“包括”而言，这种术语意图以与术语“包含”在权利要求中将“包含”用作过渡词时的类似解释方式具有包含性。

Claims (20)

1.一种谐振器器件，包括：
由电光材料形成的回音壁模式谐振器盘，所述回音壁模式谐振器盘包括：
顶表面；
基本平行于所述顶表面的底表面；
在所述顶表面与所述底表面之间的侧面结构，所述侧面结构包括沿着所述回音壁模式谐振器盘的周边的轴向表面，其中，中间平面穿过所述轴向表面，将所述轴向表面分成对称的两半；
定位在距所述顶表面的特定深度处的空隙，其中，定位在距所述顶表面的特定深度处的至少一个空隙位于朝向所述回音壁模式谐振器盘的周边的外末端，并且其中，定位在距所述顶表面的特定深度处的空隙是位于距所述顶表面的特定深度处的电光材料内的离子注入空隙；以及
定位在距所述底表面的特定深度处的空隙，其中，定位在距所述底表面的特定深度处的至少一个空隙位于朝向所述回音壁模式谐振器盘的周边的外末端，并且其中，定位在距所述底表面的特定深度处的空隙是位于距所述底表面的特定深度处的电光材料内的离子注入空隙；
第一电极，在所述回音壁模式谐振器盘的顶表面上；以及
第二电极，在所述回音壁模式谐振器盘的底表面上。
2.根据权利要求1所述的谐振器器件，其中，所述回音壁模式谐振器盘的侧面结构还包括：
第一倒角边缘，在所述顶表面与所述轴向表面之间；以及
第二倒角边缘，在所述底表面与所述轴向表面之间。
3.根据权利要求2所述的谐振器器件，其中，所述轴向表面、所述第一倒角边缘和所述第二倒角边缘形成所述回音壁模式谐振器盘的凸侧结构。
4.根据权利要求1所述的谐振器器件，其中，所述回音壁模式谐振器盘还包括：
定位在距所述顶表面不同的特定深度处的空隙，其中，定位在距所述顶表面不同的特定深度处的至少一个空隙位于朝向所述回音壁模式谐振器盘的周边的外末端，并且其中，定位在距所述顶表面不同的特定深度处的空隙是位于距所述顶表面不同的特定深度处的电光材料内的离子注入空隙。
5.根据权利要求1所述的谐振器器件，其中，所述谐振器器件支持位于所述中间平面中的基模。
6.根据权利要求1所述的谐振器器件，其中，所述空隙定位在的距所述顶表面的所述特定深度是在距所述顶表面10微米到20微米之间的范围内。
7.根据权利要求4所述的谐振器器件，其中，所述回音壁模式谐振器盘还包括：
定位在距所述底表面不同的特定深度处的空隙，其中，定位在距所述底表面不同的特定深度处的至少一个空隙位于朝向所述回音壁模式谐振器盘的周边的外末端，并且其中，定位在距所述底表面不同的特定深度处的空隙是位于距所述底表面不同的特定深度处的电光材料内的离子注入空隙。
8.一种激光雷达传感器系统，包括：
激光器；
耦合到所述激光器的光学耦合器；以及
耦合到所述光学耦合器的回音壁模式谐振器器件，所述回音壁模式谐振器器件包括由电光材料形成的谐振器盘，所述谐振器盘包括：
顶表面；
基本平行于所述顶表面的底表面；
在所述顶表面与所述底表面之间的侧面结构，所述侧面结构包括沿着所述谐振器盘的周边的轴向表面，其中，中间平面穿过所述轴向表面，将所述轴向表面分成对称的两半；
定位在距所述顶表面的特定深度处的空隙，其中，定位在距所述顶表面的特定深度处的至少一个空隙位于朝向所述谐振器盘的周边的外末端，并且其中，定位在距所述顶表面的特定深度处的空隙是位于距所述顶表面的特定深度处的电光材料内的离子注入空隙；以及
定位在距所述底表面的特定深度处的空隙，其中，定位在距所述底表面的特定深度处的至少一个空隙位于朝向所述谐振器盘的周边的外末端，并且其中，定位在距所述底表面的特定深度处的空隙是位于距所述底表面的特定深度处的电光材料内的离子注入空隙。
9.根据权利要求8所述的激光雷达传感器系统，其中，所述回音壁模式谐振器器件还包括：
第一电极，在所述谐振器盘的顶表面上；以及
第二电极，在所述谐振器盘的底表面上。
10.根据权利要求8所述的激光雷达传感器系统，其中，所述谐振器盘的侧面结构还包括：
第一倒角边缘，在所述顶表面与所述轴向表面之间；以及
第二倒角边缘，在所述底表面与所述轴向表面之间。
11.根据权利要求8所述的激光雷达传感器系统，其中，所述谐振器盘还包括：
定位在距所述顶表面不同的特定深度处的空隙，其中，定位在距所述顶表面不同的特定深度处的至少一个空隙位于朝向所述谐振器盘的周边的外末端，并且其中，定位在距所述顶表面不同的特定深度处的空隙是位于距所述顶表面不同的特定深度处的电光材料内的离子注入空隙。
12.根据权利要求8所述的激光雷达传感器系统，其中，所述回音壁模式谐振器器件支持位于所述中间平面中的基模。
13.根据权利要求8所述的激光雷达传感器系统，其中，所述空隙定位在的距所述顶表面的所述特定深度是在距所述顶表面10微米到20微米之间的范围内。
14.根据权利要求11所述的激光雷达传感器系统，其中，所述谐振器盘还包括：
定位在距所述底表面不同的特定深度处的空隙，其中，定位在距所述底表面不同的特定深度处的至少一个空隙位于朝向所述谐振器盘的周边的外末端，并且其中，定位在距所述底表面不同的特定深度处的空隙是位于距所述底表面不同的特定深度处的电光材料内的离子注入空隙。
15.一种制造回音壁模式谐振器器件的方法，包括：
将离子束引导到由电光材料形成的晶片的顶表面处，使得所述离子束中的离子被注入所述晶片中并形成分布在距所述晶片的顶表面的特定深度处的离子注入空隙，其中，分布在距所述晶片的顶表面的特定深度处的离子注入空隙位于距所述顶表面的特定深度处的电光材料内；
将离子束引导到所述晶片的底表面处，使得所述离子束中的离子被注入所述晶片中并形成分布在距所述晶片的底表面的特定深度处的离子注入空隙，其中，分布在距所述晶片的底表面的特定深度处的离子注入空隙位于距所述底表面的特定深度处的电光材料内；以及
对具有分布在距所述顶表面的特定深度处的离子注入空隙和分布在距所述底表面的特定深度处的离子注入空隙的晶片进行切割，以至少产生所述回音壁模式谐振器器件。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括：
将所述离子束引导到所述晶片的顶表面处，使得所述离子束中的离子被注入所述晶片中并形成分布在距所述晶片的顶表面不同的深度处的离子注入空隙；
其中，分布在距所述晶片的顶表面不同的深度处的离子注入空隙位于距所述顶表面不同的深度处的电光材料内；并且
其中，对具有分布在距所述顶表面的特定深度处的离子注入空隙、分布在距所述底表面的特定深度处的离子注入空隙和分布在距所述顶表面不同的深度处的离子注入空隙的晶片进行切割，以至少产生所述回音壁模式谐振器器件。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述回音壁模式谐振器器件是盘形的。
18.根据权利要求15所述的方法，其中，所述回音壁模式谐振器器件是环形的。
19.根据权利要求15所述的方法，其中，调整所述离子束的注入能量和离子电流密度以控制形成在距所述顶表面的特定深度处的所述离子注入空隙的密度。
20.根据权利要求16所述的方法，还包括：
将所述离子束引导到所述晶片的底表面处，使得所述离子束中的离子被注入所述晶片中并形成分布在距所述晶片的底表面不同的深度处的离子注入空隙，
其中，分布在距所述晶片的底表面不同的深度处的离子注入空隙位于距所述底表面不同的深度处的电光材料内，并且
其中，对具有分布在距所述顶表面的特定深度处的离子注入空隙、分布在距所述底表面的特定深度处的离子注入空隙、分布在距所述顶表面不同的深度处的离子注入空隙和分布在距所述底表面不同的深度处的离子注入空隙的晶片进行切割，以至少产生所述回音壁模式谐振器器件。
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