融解石英マイクロ半球共振ジャイロは、構造が簡単で、干渉耐性が高く、高精度という利点を持ち、最も成長可能性の高いマイクロ振動式ジャイロの一つです。融解石英マイクロ半球共振器はマイクロ半球ジャイロの核心部品であり、その製造プロセスではレーザーリリースを利用する必要があり、リリース界面の表面品質はマイクロ半球共振器の性能に重要な影響を与える要因です。高速で高表面品質のリリース方法を開発することは、高性能石英マイクロ半球共振器製造に必要な工芸技術です。融解石英の下にシリコン反射ターゲットを配置し、レーザーを融解石英共振器の下表面に集束させることで、フェムト秒レーザーの融解石英材料内での光場強度を増強し、融解石英マイクロ半球共振器のリリース速度と表面品質を向上させました。融解石英材料内のレーザー強度の簡略化した数学モデルとFDTDシミュレーションを構築し、フェムト秒レーザー加工過程におけるレーザーエネルギーフィールドの分布を分析し、最適な加工プロセスパラメータを決定しました。実験結果は単一パルスエネルギーが2.2μJでリリース速度が0.2〜0.5mm/sの場合、厚さ300μmの石英板をリリースすると、リリース幅が34.31〜35.16μmの範囲で、リリース表面粗さが400nm未満であり、フォーカス上面に比べてリリース幅が約236％向上することを示しました。これはマイクロ半球共振器のリリース品質を有効に向上させ、高品質な融解石英共振器の製造に技術的支援を提供します。

フェムト秒レーザーリリース;融解石英;反射ターゲット;FDTDシミュレーション