專利名稱：用于光開關(guān)的陣列準(zhǔn)直耦合組件的制作方法
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，涉及一種微機(jī)械光開關(guān)。
背景技術(shù)：
微機(jī)電(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(jí)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(zhǎng)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(duì)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。國(guó)外SPIE可查到的光開關(guān)陣列準(zhǔn)直耦合系統(tǒng)是硅基座上的槽中安置有球透鏡。硅基座的本體上有安置球透鏡的方坑，使球透鏡與方坑匹配的這種技術(shù)對(duì)硅微加工技術(shù)要求高，除了基本的單晶硅各向異性腐蝕外還要考慮球透鏡的方坑凸角補(bǔ)償?shù)葐栴}；直徑低于Φ1mm的紅外微球透鏡制作技術(shù)，成本較高，球透鏡之間不容易對(duì)準(zhǔn)，球透鏡與光纖耦合難度大，損耗高。
實(shí)用新型內(nèi)容背景技術(shù)加工難度大、成本高、不容易對(duì)準(zhǔn)、耦合難度大，為解決上述的問題，本實(shí)用新型目的是提供一種容易加工、低成本的光開關(guān)陣列準(zhǔn)直耦合組件。
本實(shí)用新型準(zhǔn)直耦合組件由基座、凹坑、V形槽、入射準(zhǔn)直器、第一出射準(zhǔn)直器、第二出射準(zhǔn)直器，基座本體的底部有凹坑、上部有多個(gè)V形槽，多個(gè)V形槽對(duì)稱分布基座在的三邊框上，每邊框的多個(gè)V形槽之間的間距相等，入射準(zhǔn)直器和第一出射準(zhǔn)直器位于基座的對(duì)稱邊框上，第二出射準(zhǔn)直器位于基座的另一個(gè)邊框上，入射準(zhǔn)直器、第一出射準(zhǔn)直器和第二出射準(zhǔn)直器分別放置于各自的V形槽中。
本實(shí)用新型通過采用微加工技術(shù)的光刻、腐蝕等技術(shù)手段制作了硅材料基座，并利用硅材料基座為模具制作有機(jī)材料基座，解決了加工難度大的問題。用一個(gè)硅基座為模具可重復(fù)制作多個(gè)聚合物基座，降低了基座制作成本，利用準(zhǔn)直器準(zhǔn)直耦合又可使成本再次降低，用本實(shí)用新型V型槽與準(zhǔn)直器相配合的結(jié)構(gòu)解決了球透鏡與方坑匹配要求高及凸角補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)問題，使微反射鏡芯片與準(zhǔn)直器，及準(zhǔn)直器之間的對(duì)準(zhǔn)難度降低，耦合效率高，降低了插入損耗。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)俯視圖也是摘要附圖圖2是圖1的側(cè)視圖圖3是本實(shí)用新型基座的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1本實(shí)用新型準(zhǔn)直耦合組件如圖1所示，它由基座1，凹坑2，V形槽3，入射準(zhǔn)直器4、第一出射準(zhǔn)直器5，第二出射準(zhǔn)直器6組成。V形槽3的數(shù)量根據(jù)光開關(guān)陣列的具體要求選擇，例如當(dāng)制作8×8陣列光開關(guān)時(shí)，V形槽3選擇24個(gè)V形槽。當(dāng)制作N×N陣列光開關(guān)時(shí)，V形槽3選擇3N個(gè)V形槽。入射準(zhǔn)直器4、第一出射準(zhǔn)直器5，第二出射準(zhǔn)直器6采用多個(gè)帶尾纖的準(zhǔn)直器，帶尾纖的準(zhǔn)直器的數(shù)量與V形槽3相同。微反射鏡芯片放置于凹坑2中。
實(shí)施例2本實(shí)用新型的制作工藝實(shí)施例如下A、對(duì)雙面拋光的4英寸(100)單晶硅襯底基片，用丙酮或乙醇進(jìn)行清潔處理，制成第一硅襯底基片；B、在所述第一襯底基片的上表面生和下表面都通過熱氧化生長(zhǎng)厚為300nm二氧化硅，和LPCVD(低壓化學(xué)汽相淀積)140nm的氮化硅薄膜，制成第二硅襯底基片；C、在所述第二硅襯底基片的下表面，除潮(溫度120度，120秒)，涂覆BP212光刻膠(轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/秒，時(shí)間60秒)、前烘(90度，時(shí)間90秒)、堅(jiān)膜(120度，120秒)，形成有光刻膠保護(hù)膜的第三硅襯底基片；D、在所述第三硅襯底基片上表面涂覆BP212光刻膠，前烘(90度，時(shí)間90秒)，曝光(1分20秒)并通過顯影(顯影液AZ400K)去除部分光刻膠，在其上表面形成V形槽和凹坑的圖形，制成第四硅襯底基片；E、反應(yīng)離子刻蝕(RIE)掉所述第四硅襯底基片上表面V形槽和凹坑區(qū)域的二氧化硅和氮化硅薄膜，氮化硅刻蝕所用的氣體是四氟化碳，四的刻蝕使用的是氟基氣體，CF4/O2或SF6/Ar。形成V形槽和凹坑的硅圖形，制成了第五襯底基片；F、利用單晶硅各向異性濕法腐蝕技術(shù)，采用34％KOH水溶液加少量IPA對(duì)第五襯底基片的V形槽硅圖形進(jìn)行腐蝕，直到腐蝕出V形槽時(shí)停止，例如腐蝕深度為500微米的V形槽，需要時(shí)間約為6.5小時(shí)，制成第六襯底基片；G、對(duì)第六襯底基片上表面進(jìn)行厚膠光刻(用PMMA或DNQ正膠)，用光刻膠膜保護(hù)凹坑以外的區(qū)域，用電感耦合等離子體刻蝕(ICP)凹坑硅圖形，至凹坑所需深度停止，制成第七襯底基片；H、用丙酮去除第七襯底基片上表面的光刻膠，并用超聲波清洗器對(duì)其進(jìn)行清洗，形成帶凹坑、V形槽的硅材料基座；I、對(duì)所述硅材料基座經(jīng)過兩次有機(jī)材料的模鑄，可用環(huán)氧樹脂或陶瓷器材料，得到有機(jī)材料的基座；J、將3N個(gè)帶有尾纖的準(zhǔn)直器置于有機(jī)材料的基座的V型槽中，并將它們對(duì)準(zhǔn)固定，完成準(zhǔn)直耦合組件的制作。
權(quán)利要求1.用于光開關(guān)的陣列準(zhǔn)直耦合組件，包括基座(1)，其特征在于還包括凹坑(2)、V形槽(3)、入射準(zhǔn)直器(4)、第一出射準(zhǔn)直器(5)，第二出射準(zhǔn)直器(6)，基座(1)本體的底部有凹坑(2)、上部有多個(gè)V形槽(3)，多個(gè)V形槽(3)對(duì)稱分布基座(1)在的三邊框上，每邊框的多個(gè)V形槽(3)之間的間距相等，入射準(zhǔn)直器(4)和第一出射準(zhǔn)直器(5)位于基座(1)的對(duì)稱邊框上，第二出射準(zhǔn)直器(6)位于基座(1)的另一個(gè)邊框上，入射準(zhǔn)直器(4)、第一出射準(zhǔn)直器(5)和第二出射準(zhǔn)直器(6)分別放置于各自的V形槽(3)中。
專利摘要本實(shí)用新型屬于微光機(jī)電器件技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種微機(jī)械光開關(guān)。本實(shí)用新型用于光開關(guān)的陣列準(zhǔn)直耦合組件包括基座，凹坑，V形槽，入射準(zhǔn)直器、第一出射準(zhǔn)直器、第二出射準(zhǔn)直器；本實(shí)用新型通過采用微加工技術(shù)的光刻、腐蝕等技術(shù)手段制作了硅材料基座，并利用硅材料基座為模具制作有機(jī)材料基座，解決了加工難度大的問題。用一個(gè)硅基座為模具可重復(fù)制作多個(gè)聚合物基座，降低了基座制作成本，利用準(zhǔn)直器準(zhǔn)直耦合又可使成本再次降低，用本實(shí)用新型V型槽與準(zhǔn)直器相配合的結(jié)構(gòu)解決了球透鏡與方坑匹配要求高及凸角補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)問題，使微反射鏡芯片與準(zhǔn)直器，及準(zhǔn)直器之間的對(duì)準(zhǔn)難度降低，耦合效率高，降低了插入損耗。
文檔編號(hào)B81B7/00GK2840077SQ20052002947
公開日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2005年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月24日
發(fā)明者趙莉娜, 梁靜秋, 董瑋, 陳維友 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所