Mikroriņķa rezonatoru izveide ar divkārtēju UV litogrāfiju

Abstract

Mikroriņķa rezonatoriem ir plašs pielietojums biosensoros, telekomunikācijā un lāzeru tehnoloģijās. To izgatavošanai nepieciešama augsta precizitāte, ko parasti panāk ar elektronu staru litogrāfiju –– metodi, kas ir tehniski sarežģīta un laikietilpīga. Līdz ar to šajā darbā tika pētīta iespēja izmantot UV litogrāfiju, kas ir ātrāka un pieejamāka metode, bet ar zemāku izšķirtspēju –– difrakcijas dēļ ir sarežģīti izveidot šauras spraugas, jo tuvu esošas struktūras saplūst. Lai šo problēmu risinātu, viena litogrāfijas soļa vietā tika veikti divi, lai atsevišķi izveidotu viļņvadu un mikroriņķi, tādējādi panākot submikrona spraugu starp tiem. Rezonatori tika veidoti no SU-8 fotorezista, un process optimizēts, lai iegūtu ģeometriju, kas, balstoties uz simulāciju rezultātiem, nodrošina rezonansi 780 nm viļņa garumam.

Microring resonators have a wide range of applications in biosensing, telecommunications, and laser technologies. Their fabrication requires high precision, which is typically achieved using electron beam lithography — a complex and time-consuming method. This work therefore explores the possibility of using UV lithography — a faster and more accessible alternative — though limited in resolution: due to diffraction effects, closely spaced structures merge, making it difficult to create narrow gaps. To overcome this, a two-step lithography process was implemented to separately fabricate the waveguide and the microring, enabling a submicron gap. Resonators were fabricated using SU-8 photoresist, and the process was optimized to produce a geometry that, based on simulations, supports resonance at a 780 nm wavelength.