Лазерная иммерсионная резка кремниевых дисков для термоэлектрических измерительных преобразователей мощности оптического излучения
Научная библиотека 13.05.2026 Комментарии к записи Лазерная иммерсионная резка кремниевых дисков для термоэлектрических измерительных преобразователей мощности оптического излучения отключеныКондратенко В.С., Исаев А.А., Бородынкин И.И, Тихомиров С.В., Бычков С.Б., Заяц К.В. // В сборнике: Оптические технологии, материалы и системы (Оптотех — 2025). Международная научно-техническая конференция. Москва, 2026. С. 125-132.
В настоящей работе рассмотрены технологические аспекты изготовления термоэлектрических измерительных преобразователей (термоэлементов) для высокоточных средств измерений мощности оптического излучения. Методом лазерной иммерсионной резки решена проблема изготовления круглых кремниевых подложек с отламываемым зондом, которые используются для формирования поглощающего слоя из вертикально ориентированного массива углеродных нанотрубок (УНТ) на поверхности термоэлементов. Проведено сравнение метрологических характеристик средств измерений мощности излучения при применении в качестве поглощающего слоя покрытий из эмали АК-243 и УНТ. Показано, что применение УНТ позволяет повысить точность и расширить диапазон измерений мощности.
Для изготовления кремниевых дисков размером 8 и 19 мм из подложки толщиной 500 мкм был применен метод лазерной иммерсионной резки [4-6] с использованиемпикосекундного лазера с длиной волны 1030 нм. Данный лазер был выбран для выполнения резки благодаря высокой производительности и минимальному термическому воздействию на материал, по сравнению, например, с наносекундным лазером.
Также задачей для резки была возможность оставить на диске 8 мм небольшого зонда – части кремния, которую после нанесения покрытия можно было бы отделить, сохранив круглую форму диска. Для решения данной задачи в программе сканирующей системы было создано 2 вида контуров диска. Первый контур имел форму диска требуемого размера, рез выполнялся на глубину 200±25 мкм. Второй контур также повторял форму диска, но был дополнен зондом размером 1 на 3 мм, этим контуром выполнялся рез на оставшуюся глубину.
Полученный результат удовлетворяет всем поставленным задачам. Точность соблюдения размеров дисков составила ± 10 мкм. Была измерена конусность готовых изделий, которая составила порядка 1-2°, также на рис. 4. представлена торцевая поверхность кремниевого диска, качество поверхности которой является типичной для лазерной иммерсионной обработки.
