專利名稱：一種對微光學(xué)部件定位的結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于微光機(jī)電器件技術(shù)領(lǐng)域，涉及微光機(jī)電器件的制作。
背景技術(shù)：
MEMS技術(shù)已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到很廣泛的應(yīng)用。在光通信領(lǐng)域，采用MEMS技術(shù)將自由空間的光學(xué)系統(tǒng)微型化成微米級的微光學(xué)系統(tǒng)(MOEMS)，可以提高器件間的耦合效率、降低器件的功耗，制作出真正意義上的集成化光學(xué)系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的波導(dǎo)調(diào)制型光開關(guān)相比，MOEMS光開關(guān)具有耦合損耗小、串音干擾低、與工作的波長和偏振態(tài)無關(guān)，以及不受通訊中所采用的數(shù)據(jù)格式的限制等優(yōu)點(diǎn)。
對于MOEMS光開關(guān)陣列，光束準(zhǔn)直及輸入、輸出耦合是重要組成部分?，F(xiàn)有的準(zhǔn)直元件定位方法如圖1所示，它由基座、帶尾纖的入射準(zhǔn)直器、帶尾纖的出射準(zhǔn)直器和微反射鏡芯片組成。在對準(zhǔn)時需要將光開關(guān)芯片作為基準(zhǔn)進(jìn)行準(zhǔn)直器調(diào)節(jié)。存在的主要問題有①調(diào)節(jié)過程中對微反射鏡芯片可能會有損傷，②對于某一個微反射鏡的缺陷將影響準(zhǔn)直器的精確定位，從而影響該準(zhǔn)直器與其他相關(guān)微反射鏡的對準(zhǔn)。③因采用的是反射式對準(zhǔn)方式，難于保證各準(zhǔn)直器光軸共面。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述背景技術(shù)中微反射鏡損傷，微反射鏡缺陷影響準(zhǔn)直器精確定位，準(zhǔn)直器光軸共面難于保證的問題，本實(shí)用新型目的是提供一種高精度、低成本、簡單易行的采用微通道陣列對微光學(xué)部件定位的結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型采用微通道對微光學(xué)部件定位結(jié)構(gòu)，它由基座、入射微光學(xué)部件、出射微光學(xué)部件和微通道模塊組成，其中基座包括微反射鏡芯片坑、V形槽和支撐體；微通道模塊由襯底、微通道陣列和蓋板組成，襯底下表面位于微反射鏡芯片坑的上表面上，微通道陣列高度和寬度與微反射鏡芯片坑上的微反射鏡高度和寬度相匹配，微通道陣列的間距分別與入射微光學(xué)部件和出射微光學(xué)部件的間距相同，相互垂直的微通道陣列分別與入射微光學(xué)部件和出射微光學(xué)部件平行或垂直，入射微光學(xué)部件出射面和出射微光學(xué)部件的接收面分別與微通道陣列的端面相對應(yīng)放置，使入射微光學(xué)部件輸出的光束分別通過相對應(yīng)的微通道陣列并由相對應(yīng)的出射微光學(xué)部件接收，蓋板位于微通道陣列的正上方并與之接觸。
本實(shí)用新型提供一種高精度、低成本、簡單易行的采用微通道陣列對微光學(xué)部件定位使微通道陣列的高度和寬度與微反射鏡的尺寸相匹配，將入射微光學(xué)部件輸出的光束分別通過相應(yīng)的微通道陣列由出射微光學(xué)部件接收，由于采用結(jié)構(gòu)精度和位置精度很高的微通道陣列，利用微通道陣列之間的平行和垂直關(guān)系，保證微光學(xué)部件的精確對準(zhǔn)及光束共面。由于采用本實(shí)用新型的定位結(jié)構(gòu)減少了微反射鏡的損傷，減少微反射鏡缺陷影響微光學(xué)部件精確定位的問題，同時使微光學(xué)部件光軸共面的問題得以解決，本實(shí)用新型還可用于其它需要光學(xué)部件精確定位的場合。


圖1是已有技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型對MOEMS光開關(guān)準(zhǔn)直器定位示意圖。
圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例SU-8和PMMA微通道模塊示意圖圖4為本實(shí)用新型單晶硅微通道模塊示意圖具體實(shí)施方式
實(shí)施例1采用本實(shí)用新型對微光學(xué)部件定位如圖2、3、4所示，MOEMS光開關(guān)準(zhǔn)直器的準(zhǔn)直耦合組件包括它由基座、微光學(xué)部件和微通道模塊組成。
其中基座包括支撐體1，微反射鏡芯片坑2，V形槽3；微光學(xué)部件是被定位的MOEMS光開關(guān)準(zhǔn)直器，即為帶尾纖的入射準(zhǔn)直器陣列4、帶尾纖的直通出射準(zhǔn)直器陣列5和帶尾纖的反射出射準(zhǔn)直器陣列6；微通道模塊包括微通道襯底7，第一微通道陣列8、第二微通道陣列9和蓋板10。
支撐體1本體上有微反射鏡芯片坑2，在微反射鏡芯片坑2的外圍均勻分布有V形槽3，帶尾纖的入射準(zhǔn)直器陣列4、帶尾纖的直通出射準(zhǔn)直器陣列5和帶尾纖的反射出射準(zhǔn)直器陣列6位于V形槽3內(nèi)，微通道襯底7位于微反射鏡芯片坑2上表面，第一微通道陣列8和第二微通道陣列9均勻分布在微通道襯底7本體上，蓋板10位于第一微通道陣列8和第二微通道陣列9的正上方并與之接觸。
基座的制作工藝采用光開關(guān)陣列的準(zhǔn)直耦合組件及其制作方法(申請?zhí)?00510119011.2)。
本實(shí)用新型中微通道模塊可以采用三種方法制作，材料可以采用SU-8光刻膠，PMMA或單晶硅。
1.采用SU-8光刻膠微通道的微通道模塊的制作工藝步驟如下(A).對單晶硅襯底進(jìn)行清潔處理，(B).對清潔處理后的單晶硅襯底在120℃下除潮，然后在其上表面涂覆粘附劑及SU-8光刻膠，前烘，曝光，后烘，顯影，堅(jiān)膜形成SU-8光刻膠微通道陣列，微通道陣列厚度等于微反射鏡的高度，微通道陣列之間相互平行或垂直，以實(shí)現(xiàn)微光學(xué)部件精確對準(zhǔn)及光束共面；(C).在步驟B的SU-8光刻膠微通道陣列上表面蒸鍍Al薄膜，Al薄膜的厚度為500nm-1500nm，即可選擇500nm或1000nm或1500nm；(D).用低翹曲度，低彎曲度，低厚度誤差，高平整度的雙面拋光的單晶硅片做微通道模塊的上蓋，將其與步驟C的襯底及微通道陣列粘合，完成采用SU-8光刻膠微通道模塊的制作。
2.采用PMMA微通道的微通道模塊的制作工藝步驟如下(A).將鈦基片進(jìn)行清潔處理；(B).在步驟A的鈦基片上涂覆并固化PMMA光刻膠；(C).用X射線光刻掩膜在軟X射線光源下曝光，并顯影、清洗，形成PMMA光刻膠微通道，微通道厚度等于微反射鏡的高度，微通道之間相互平行或垂直，以實(shí)現(xiàn)微光學(xué)部件精確對準(zhǔn)及光束共面；(D).在步驟B的PMMA光刻膠微通道表面蒸鍍Al薄膜，Al薄膜的厚度為500nm-1500nm，即可選擇500nm或1000nm或1500nm；(E).用低翹曲度，低彎曲度，低厚度誤差，高平整度的雙面拋光的單晶硅片做微通道模塊的上蓋，將其與步驟D的襯底及微通道粘合，完成采用PMMA微通道的微通道模塊的制作。
3.采用單晶硅微通道的微通道模塊的制作工藝步驟如下(A).對雙面拋光的(100)單晶硅襯底基片進(jìn)行清潔處理，(B).在步驟A的襯底基片上、下表面生長二氧化硅薄膜，厚度0.5-1.5微米，即可選擇0.5微米或1微米或1.5微米；(C).在步驟B一面涂覆光刻膠，前烘，曝光、堅(jiān)膜，形成微通道的膠圖形，光刻膠可選用正性光刻膠或負(fù)性光刻膠；(D).以光刻膠為保護(hù)膜腐蝕二氧化硅，形成微通道二氧化硅圖形，二氧化硅腐蝕可用濕法或干法腐蝕；(E).在二氧化硅掩蔽下，用電感耦合等離子體刻蝕設(shè)備(ICP)刻蝕硅，形成深度等于微反射鏡高度的微通道，微通道之間相互平行或垂直，以保證微光學(xué)部件精確對準(zhǔn)及光束共面；(F).在步驟E上表面蒸鍍Al薄膜，Al薄膜的厚度為500nm-1500nm，即可選擇500nm或1000nm或1500nm；(G).用低翹曲度，低彎曲度，低厚度誤差，高平整度的雙面拋光的單晶硅片做微通道模塊的上蓋，將其與完成步驟F的襯底及微通道粘合，完成采用PMMA微通道的微通道模塊的制作。
實(shí)施例2采用本實(shí)用新型對微光學(xué)部件定位如圖2、3、4所示，被定位微光學(xué)部件可以選擇光纖或球透鏡陣列。其它技術(shù)方案可如上所述。
權(quán)利要求1.一種對微光學(xué)部件定位的結(jié)構(gòu)，它包括支撐體(1)，微反射鏡芯片坑(2)，V形槽(3)，入射微光學(xué)部件(4)、出射微光學(xué)部件(5)、出射微光學(xué)部件(6)，其特征在于還包括微通道模塊，微通道模塊由襯底(7)、微通道陣列(8)、微通道陣列(9)和蓋板(10)組成，襯底(7)下表面位于微反射鏡芯片坑(2)的上表面，微通道陣列(8)、微通道陣列(9)高度和寬度與微反射鏡芯片坑(2)上的微反射鏡高度和寬度相匹配，微通道陣列(8)、微通道陣列(9)的間距與入射微光學(xué)部件(5)和出射微光學(xué)部件(6)的間距相同，相互垂直的微通道陣列(8)、微通道陣列(9)分別與入射微光學(xué)部件(5)和出射微光學(xué)部件(6)垂直和或平行，入射微光學(xué)部件(5)的輸出面和出射微光學(xué)部件(6)的接收面分別與微通道陣列(8)、微通道陣列(9)的端面相對應(yīng)放置，使入射微光學(xué)部件(5)輸出的光束分別通過相對應(yīng)的微通道陣列(8)、微通道陣列(9)并由相對應(yīng)的出射微光學(xué)部件(6)接收，蓋板(10)位于微通道陣列(8)和微通道陣列(9)的正上方并與之接觸。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種對微光學(xué)部件定位的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)包括支撐體，微反射鏡芯片坑，V形槽，入射、出射微光學(xué)部件，襯底，微通道陣列和蓋板組成，本實(shí)用新型中微通道模塊制備的材料可以采用SU－8光刻膠，PMMA或單晶硅，使微通道陣列的高度和寬度與微反射鏡的尺寸相匹配，將入射微光學(xué)部件輸出的光束分別通過相應(yīng)的微通道陣列由出射微光學(xué)部件接收，由于采用精度和位置精度很高的微通道陣列，利用微通道陣列之間的平行和垂直關(guān)系，保證微光學(xué)部件精確對準(zhǔn)和光束共面。采用本實(shí)用新型定位結(jié)構(gòu)減少了微反射鏡的損傷，減少微反射鏡缺陷影響微光學(xué)部件精確定位的問題，同時使微光學(xué)部件光軸共面的問題得以解決，本實(shí)用新型還可用于其它需要定位的場合。
文檔編號G02B26/08GK2869908SQ20062002828
公開日2007年2月14日 申請日期2006年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月22日
發(fā)明者梁靜秋, 趙莉娜, 董瑋, 王惟彪, 陳維友 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所, 吉林大學(xué)