[发明专利]具有光子导向性的单光子源的制备方法

权利要求书

1.一种具有光子导向性的单光子源的制备方法，包括下列步骤：

1)在金刚石块材中定位色心的位置；

2)将所述色心在所述金刚石块材表面的投影点作为环心，从所述金刚石块材表面刻蚀深度为d0的环形槽，该环形槽的内半径为所述色心距所述金刚石块材表面的距离，所述环形槽隔离出圆柱形的胚结构，使用多组环形离子束图案组，在所述金刚石块材表面刻蚀出以所述色心为球心的半球形表面，其中，在每组环形离子束图案组中，各环形离子束图案的环心错开所述胚结构的上表面轮廓的圆心，各环形离子束图案的内圈半径相等，各环形离子束图案的外圈半径相等，且各环形离子束图案的环心均匀分布在一个圆周上，所述圆周围绕所述胚结构的上表面轮廓的圆心，且各环形离子束图案的环心与所述胚结构的上表面轮廓的圆心错开的距离相等，各组环形离子束图案组的环形离子束图案的内圈半径逐步缩小直至趋近于0，各组环形离子束图案组的环形离子束图案的外圈半径逐步增大，使金刚石块材中形成围绕半球体的侧壁为抛物面，并且所述色心位于所述抛物面的焦点。

2.根据权利要求1所述的具有光子导向性的单光子源的制备方法，其特征在于，所述抛物面是由抛物线y＝(1/2r)×x2围绕其对称轴旋转形成的曲面，其中r等于所述色心距所述金刚石块材表面的距离，x为平行于金刚石块材表面的方向上的横坐标，y为垂直于金刚石块材表面的方向上的纵坐标，x满足

3.根据权利要求1或2所述的具有光子导向性的单光子源的制备方法，其特征在于，在制作出所述抛物面后，在所述抛物面上制备金属反射层。

4.根据权利要求1所述的具有光子导向性的单光子源的制备方法，其特征在于，所述步骤2)还包括：使用多组环形离子束图案组对所述胚结构进行刻蚀得到所述色心为球心的扇状球形表面。

5.根据权利要求4所述的具有光子导向性的单光子源的制备方法，其特征在于，所述步骤2)包括下列子步骤：

22)通过一组环形离子束图案从所述金刚石块材表面对所述圆柱形结构进行第1层刻蚀，每个所述环形离子束图案的环心均略微偏离所述圆柱形结构表面的圆的圆心，内圈半径与所述圆柱形结构表面的圆的半径一致，刻蚀深度为d1，离子束宽度大于该环形离子束图案内圈相对于所述圆柱形结构表面的圆的偏离值，用于第1层刻蚀的各环形离子束图案的环心均匀分布在一个圆周上，该圆周围绕在所述圆台形结构表面的圆的圆心周围，第1层刻蚀后所述圆柱形结构被刻蚀为圆台形结构；

23)通过一组环形离子束图案从所述金刚石块材表面对当前的所述圆台形结构进行第i层刻蚀，其中i是大于1的整数，每个所述环形离子束图案的环心均略微偏离所述圆台形结构表面的圆的圆心，内圈半径与所述圆台形结构表面的圆的半径一致，刻蚀深度为di，离子束宽度大于该环形离子束图案内圈相对于所述圆台形结构表面的圆的偏离值，用于第i层刻蚀的各环形离子束图案的环心均匀分布在一个圆周上，该圆周围绕在所述圆台形结构表面的圆的圆心周围；

24)重复步骤23)使得所述圆台形结构表面的圆的半径逐步缩小直至趋近于0。

6.根据权利要求5所述的具有光子导向性的单光子源的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，总刻蚀深度等于所述色心距所述金刚石块材表面的距离，使得所得到的扇状球形表面为半球形表面，其中ki表示用于第i层刻蚀的环形离子束图案的数目，n表示最后一组环形离子束图案的层数。