專(zhuān)利名稱(chēng)：光纖端面微細(xì)加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種微細(xì)加工方法，特別是一種光纖端面微細(xì)加工方法，屬于微細(xì)加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，光通訊得到了迅速的發(fā)展，并日益得到人們的重視。由于光纖的端面結(jié)構(gòu)與形狀在光信號(hào)傳播過(guò)程的重要作用，如可以改變光路的傳播方向、與光信號(hào)的損失和失真密切相關(guān)等，而使得光纖的端面加工受到研究人員的格外重視。經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，D.R.Turner在《United State Patent》(美國(guó)專(zhuān)利)4,469,554，1984(9)上撰文《Etch procedure for optical fibers》(光纖刻蝕工藝)，該文提出濕法分層刻蝕是目前實(shí)現(xiàn)光纖端面加工的一種重要方法，它利用分層液體對(duì)光纖端面進(jìn)行加工，分層液體包括上下兩層下層為刻蝕溶液，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖端面的加工；上層為惰性液體，用于保護(hù)光纖的其它部分不被下層的刻蝕溶液所刻蝕。采用此方法實(shí)現(xiàn)了光纖端面探針形狀和錐形形狀的加工，可在光纖端面制作出探針和錐形透鏡。由于此方法是在刻蝕溶液中對(duì)光纖端面進(jìn)行均勻的各向同性腐蝕，所以加工出的端面形狀受到很大的限制，通常此方法只能夠加工出探針和錐形的形狀和結(jié)構(gòu)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)端面任意形狀和結(jié)構(gòu)的加工。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，提供一種全新的光纖端面微細(xì)加工方法，利用自對(duì)準(zhǔn)掩膜板并通過(guò)光刻和刻蝕工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)光纖端面任意形狀和結(jié)構(gòu)的直接加工，如實(shí)現(xiàn)光纖端面臺(tái)階加工，光纖端面平面鏡、透鏡、光柵和聯(lián)結(jié)器等光器件的加工等。
自對(duì)準(zhǔn)掩膜板由玻璃基板、Au/Cr層、鍍鎳層三層構(gòu)成，玻璃基板在最上層，中間為Au/Cr層，下層為鍍鎳層，玻璃基板、Au/Cr層、鍍鎳層之間通過(guò)膠聯(lián)或鍵合連接。微孔位于下層的鍍鎳層上。微孔本身加工成光纖外徑的尺寸，如125微米，在光纖導(dǎo)入微孔后，由于微孔本身尺寸和光纖外徑尺寸相同，自動(dòng)將光纖固定并對(duì)準(zhǔn)。對(duì)應(yīng)于微孔處的中間Au/Cr層上，制作有要在光纖端面上加工的圖形，起到掩膜板的作用，可對(duì)圖形進(jìn)行轉(zhuǎn)移，即用紫外光輻照方法將掩膜板上的圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠上，然后以光刻膠作為掩膜通過(guò)刻蝕工藝將光刻膠上的圖形轉(zhuǎn)換到光纖端面上。
對(duì)光纖端面進(jìn)行加工時(shí)，將噴涂了光刻膠的光纖端面導(dǎo)入帶自對(duì)準(zhǔn)的掩膜板微孔，對(duì)光刻膠進(jìn)行曝光，顯影，并以光刻膠為掩膜對(duì)光纖端面進(jìn)行刻蝕，得到所需的光纖端面形狀和結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明具體方法如下(1)在光纖端面噴涂光刻膠形成均勻光刻膠層；(2)將光纖端面前烘；(3)導(dǎo)入帶自對(duì)準(zhǔn)的掩膜板微孔，對(duì)光刻膠進(jìn)行曝光，顯影，并進(jìn)行后烘；(4)以光刻膠為掩膜對(duì)光纖端面進(jìn)行刻蝕，得到所需的光纖端面形狀和結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步，本方法的優(yōu)點(diǎn)是采用了帶自對(duì)準(zhǔn)的掩膜板對(duì)光纖端面直接加工，從而解決了光纖端面加工技術(shù)難，對(duì)準(zhǔn)程度低的問(wèn)題，并可以對(duì)光纖端面進(jìn)行任意形狀和結(jié)構(gòu)的加工，如實(shí)現(xiàn)光纖端面臺(tái)階加工，光纖端面平面鏡、透鏡、光柵和聯(lián)結(jié)器等光器件的加工等，此外，采用噴霧光刻膠工藝解決了光纖端面甩膠不均勻問(wèn)題。本方法實(shí)現(xiàn)的光學(xué)器件具有體積較小，精度高，集成方便等優(yōu)點(diǎn)，并且，采用本方法制作的光纖端面加工用掩膜板對(duì)研制光纖通信用的器件和含有復(fù)雜圖形的器件具有特別重要的意義。
具體實(shí)施例方式使用本發(fā)明的加工方法加工光纖端面臺(tái)階(1)用自制的噴霧裝置在由夾具固定的外徑為125微米的光纖端面噴涂光刻膠形成5微米厚的均勻光刻膠層，所采用的光刻膠為普通光刻膠用有機(jī)溶劑稀釋10倍；(2)將噴涂了光刻膠層的光纖端面在設(shè)定溫度為80℃的烘箱內(nèi)前烘30分鐘；(3)將光纖端面導(dǎo)入帶自對(duì)準(zhǔn)的掩膜板微孔，對(duì)光纖端面的光刻膠進(jìn)行紫外曝光，用顯影劑顯影3分鐘，140℃的烘箱內(nèi)后烘30分鐘；(4)以光刻膠為掩膜，SF6氣體為刻蝕氣體對(duì)光纖端面干法刻蝕，得到所需的光纖端面臺(tái)階結(jié)構(gòu)。
本加工光纖端面臺(tái)階的實(shí)例，加工技術(shù)簡(jiǎn)單，對(duì)準(zhǔn)程度高，體積較小，精度高，集成方便，實(shí)現(xiàn)光纖端面臺(tái)階的直接加工。
權(quán)利要求
1.一種光纖端面微細(xì)加工方法，其特征在于具體方法如下(1)在光纖端面噴涂光刻膠形成均勻光刻膠層；(2)將光纖端面前烘；(3)導(dǎo)入帶自對(duì)準(zhǔn)的掩膜板微孔，對(duì)光刻膠進(jìn)行曝光，顯影，并進(jìn)行后烘；(4)以光刻膠為掩膜對(duì)光纖端面進(jìn)行刻蝕，得到所需的光纖端面形狀和結(jié)構(gòu)。
全文摘要
光纖端面微細(xì)加工方法屬于微細(xì)加工技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明具體方法如下:(1)在光纖端面噴涂光刻膠形成均勻光刻膠層;(2)將光纖端面前烘;(3)導(dǎo)入帶自對(duì)準(zhǔn)的掩膜板微孔,對(duì)光刻膠進(jìn)行曝光,顯影,并進(jìn)行后烘;(4)以光刻膠為掩膜對(duì)光纖端面進(jìn)行刻蝕,得到所需的光纖端面形狀和結(jié)構(gòu)。本發(fā)明采用帶自對(duì)準(zhǔn)的掩膜板解決了光纖端面加工技術(shù)難,對(duì)準(zhǔn)程度低的問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖端面進(jìn)行任意形狀和結(jié)構(gòu)的加工。
文檔編號(hào)G02B6/136GK1381739SQ0211191
公開(kāi)日2002年11月27日 申請(qǐng)日期2002年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月3日
發(fā)明者李以貴, 賈書(shū)海, 王宏坤 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)