CN101604054A - Plc光纤分路器的封装方法 - Google Patents
Plc光纤分路器的封装方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101604054A CN101604054A CNA2009100319228A CN200910031922A CN101604054A CN 101604054 A CN101604054 A CN 101604054A CN A2009100319228 A CNA2009100319228 A CN A2009100319228A CN 200910031922 A CN200910031922 A CN 200910031922A CN 101604054 A CN101604054 A CN 101604054A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- waveguide
- ion
- optical fiber
- adopt
- plc
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
本发明公开了一种PLC光纤分路器的封装方法，其特征在于：包括以下步骤1)采用火焰水解法或者化学气相淀积工艺，在硅片上生长一层SiO2，其中掺杂磷、硼离子，作为波导下包层；2)采用FHD或者CVD工艺，在下包层上再生长一层SiO2；3)退火硬化；4)进行光刻；5)将非波导区域刻蚀掉；6)去掉光刻胶，在波导芯层上再覆盖一层SiO2，其中掺杂磷、硼离子，作为波导上包层；7)退火硬化，使上包层SiO2变得致密均匀；8)将平面波导分路器上的各个导光通路与光纤阵列中的光纤一一对准，然后用胶将其粘合在一起。本发明通过光刻的方法实现PLC分路器封装，操作过程简单，且得到的PLC分路器结构稳定，质量可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种光纤分路器的封装方法，尤其是涉及一种PLC光纤分路器的封装方法，属于光纤电子技术领域。
背景技术
目前光分路器主要有两种类型：一种是采用传统光无源器件制作技术(拉锥耦合方法)生产的熔融拉锥式光纤分路器；另一种是采用集成光学技术生产的平面光波导(PLC)分路器。PLC分路器是当今国内外研究的热点，具有很好的应用前景。
随着FTTH的蓬勃发展，PLC(Planar Lightwave Circuit，平面光路)已经成为光通信行业使用频率最高的词汇之一，而PLC的概念并不限于我们光通信人所熟知的光分路器和AWG，其材料、工艺和应用也多种多样，200810032828.X的发明公开了一种平面波导光分路器的封装结构及其制备方法，包括平面波导分路器核(20)固定于外封壳下壳(18)内，输入端橡胶帽组件(15)和输出端橡胶帽组件(17)分别从所述的分路器核(20)两端穿入，并固定在所述下壳(18)的端口，实现两端光纤松套管(13)直接输出，输入端光纤和输出端光纤均由全长松套管(13)保护，外封壳上壳(19)固定在外封壳下壳(18)上。但这种工艺方法的缺点是可靠性不够强。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺过程容易实现且产品可靠性强的PLC光纤分路器的封装方法。
PLC光器件一般在六种材料上制作，它们是：铌酸锂(LiNbO3)、III-V族半导体化合物、二氧化硅(SiO2)、SOI(Silicon-on-Insulator，绝缘体上硅)、聚合物(Polymer)和玻璃。表1是常PLC波导材料的特性对比表。铌酸锂波导是通过在铌酸锂晶体上扩散Ti离子形成波导，波导结构为扩散型。InP波导以InP为称底和下包层，以InGaAsP为芯层，以InP或者InP/空气为上包层，波导结构为掩埋脊形或者脊形。二氧化硅波导以硅片为称底，以不同掺杂的SiO2材料为芯层和包层，波导结构为掩埋矩形。SOI波导是在SOI基片上制作，称底、下包层、芯层和上包层材料分别为Si、SiO2、Si和空气，波导结构为脊形。聚合物波导以硅片为称底，以不同掺杂浓度的Polymer材料为芯层，波导结构为掩埋矩形。玻璃波导是通过在玻璃材料上扩散Ag离子形成波导，波导结构为扩散型。
| 材料 | 折射率@1550nm | 芯层/包层折射率差 | 损耗@1550nm(dB/cm) | 耦合损耗(dB/端面) |
| LiNbO3 | 2.2 | 0-0.5％ | 0.5 | 1 |
| InP | 3.2 | 0-3％ | 3 | 5 |
| SiO2 | 1.45 | 0-4％ | 0.5 | 0.25 |
| SOI | 3.5 | 70％ | 0.1 | 0.5 |
| Polymer | 1.3-1.7 | 0-35％ | 0.1 | 0.1 |
| Glass | 1.45 | 0-0.5％ | 0.5 | 0.1 |
为解决上述技术问题，本发明提供一种PLC光纤分路器的封装方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)采用火焰水解法(FHD)或者化学气相淀积工艺(CVD)，在硅片上生长一层SiO2，其中掺杂磷、硼离子，作为波导下包层；
2)采用FHD或者CVD工艺，在下包层上再生长一层SiO2，作为波导芯层，其中掺杂锗离子，获得需要的折射率差；
3)通过退火硬化工艺，使前面生长的两层SiO2变得致密均匀；
4)进行光刻，将需要的波导图形用光刻胶保护起来；
5)采用反应离子刻蚀(RIE)工艺，将非波导区域刻蚀掉；
6)去掉光刻胶，采用FHD或者CVD工艺，在波导芯层上再覆盖一层SiO2，其中掺杂磷、硼离子，作为波导上包层；
7)通过退火硬化工艺，使上包层SiO2变得致密均匀；
8)将平面波导分路器上的各个导光通路(即波导通路)与光纤阵列中的光纤一一对准，然后用胶(如环氧胶)将其粘合在一起。其中PLC分路器与光纤阵列的对准精确度是该项技术的关键。PLC分路器的封装涉及到光纤阵列与光波导的六维紧密对准。
本发明同时提供另一种PLC光纤分路器的封装方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)在玻璃基片上溅射一层铝，作为离子交换时的掩模层；
2)进行光刻，将需要的波导图形用光刻胶保护起来；
3)采用化学腐蚀，将波导上部的铝膜去掉；
4)将做好掩模的玻璃基片放入含Ag+-Na+离子的混合溶液中，进行离子交换，Ag+离子提升折射率，得到沟道型光波导；
5)对沟道型光波导施以电场，将Ag+离子驱向玻璃基片深处，得到掩埋型玻璃光波导；
6)将平面波导分路器上的各个导光通路(即波导通路)与光纤阵列中的光纤一一对准，然后用胶(如环氧胶)将其粘合在一起。
本发明所达到的有益效果：
本发明通过光刻的方法实现PLC分路器封装，操作过程简单，且得到的PLC分路器结构稳定，质量可靠。
附图说明
图1为本发明的PLC分路器一种封装方法的流程示意图；
图2为本发明的PLC分路器另一种封装方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。图1为本发明的PLC分路器一种封装方法的流程示意图；图2为本发明的PLC分路器另一种封装方法的流程示意图。
方法一：
1)采用火焰水解法(FHD)或者化学气相淀积工艺(CVD)，在硅片上生长一层SiO2，其中掺杂磷、硼离子，作为波导下包层，如图1(b)所示；
2)采用FHD或者CVD工艺，在下包层上再生长一层SiO2，作为波导芯层，其中掺杂锗离子，获得需要的折射率差，如图1(c)所示；
3)通过退火硬化工艺，使前面生长的两层SiO2变得致密均匀，如图1(d)所示；
4)进行光刻，将需要的波导图形用光刻胶保护起来，如图1(e)所示；
5)采用反应离子刻蚀(RIE)工艺，将非波导区域刻蚀掉，如图1(f)所示；
6)去掉光刻胶，采用FHD或者CVD工艺，在波导芯层上再覆盖一层SiO2，其中掺杂磷、硼离子，作为波导上包层，如图1(g)所示；
7)通过退火硬化工艺，使上包层SiO2变得致密均匀，如图1(h)所示；
8)将平面波导分路器上的各个导光通路(即波导通路)与光纤阵列中的光纤一一对准，然后用环氧胶将其粘合在一起。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤2)、3)和步骤7)中，要使每层材料的厚度和折射率均匀且准确，以达到设计的波导结构参数，尽量减少材料内部的残留应力，以降低波导的双折射效应。
在所述步骤5)中的RIE刻蚀工艺过程中，将波导侧壁制成陡直且光滑的，以降低波导的散射损耗。RIE刻蚀工艺总会存在切削损耗，要控制切削损耗量的稳定性，作为布版设计时的补偿依据。
方法二：
1)在玻璃基片上溅射一层铝，作为离子交换时的掩模层，如图2(b)所示；
2)进行光刻，将需要的波导图形用光刻胶保护起来，如图2(c)所示；
3)采用化学腐蚀，将波导上部的铝膜去掉，如图2(d)所示；
4)将做好掩模的玻璃基片放入含Ag+-Na+离子的混合溶液中，在适当的温度下进行离子交换，如图2(e)所示，Ag+离子提升折射率，得到如图2(f)所示的沟道型光波导；
5)对沟道型光波导施以电场，将Ag+离子驱向玻璃基片深处，得到掩埋型玻璃光波导，如图2(g)所示；
6)将平面波导分路器上的各个导光通路(即波导通路)与光纤阵列中的光纤一一对准，然后用环氧胶将其粘合在一起。
以上仅以较佳实施例公开了本发明，但本发明的保护范围不限于此，本发明的保护范围以表示在权利要求的内容为准。
Claims (3)
1.一种PLC光纤分路器的封装方法，其特征在于：包括以下步骤
1)采用火焰水解法或者化学气相淀积工艺，在硅片上生长一层SiO2，其中掺杂磷、硼离子，作为波导下包层；
2)采用FHD或者CVD工艺，在下包层上再生长一层SiO2，作为波导芯层，其中掺杂锗离子，获得需要的折射率差；
3)通过退火硬化工艺，使前面生长的两层SiO2变得致密均匀；
4)进行光刻，将需要的波导图形用光刻胶保护起来；
5)采用反应离子刻蚀工艺，将非波导区域刻蚀掉；
6)去掉光刻胶，采用FHD或者CVD工艺，在波导芯层上再覆盖一层SiO2，其中掺杂磷、硼离子，作为波导上包层；
7)通过退火硬化工艺，使上包层SiO2变得致密均匀；
8)将平面波导分路器上的各个导光通路与光纤阵列中的光纤一一对准，然后用胶将其粘合在一起。
2.根据权利要求1所述的PLC光纤分路器的封装方法，其特征在于：在所述步骤5)中的刻蚀工艺过程中，将波导侧壁制成陡直且光滑的。
3.一种PLC光纤分路器的封装方法，其特征在于：包括以下步骤
1)在玻璃基片上溅射一层铝，作为离子交换时的掩模层；
2)进行光刻，将需要的波导图形用光刻胶保护起来；
3)采用化学腐蚀，将波导上部的铝膜去掉；
4)将做好掩模的玻璃基片放入含Ag+-Na+离子的混合溶液中，进行离子交换，Ag+离子提升折射率，得到沟道型光波导；
5)对沟道型光波导施以电场，将Ag+离子驱向玻璃基片深处，得到掩埋型玻璃光波导；
6)将平面波导分路器上的各个导光通路与光纤阵列中的光纤一一对准，然后用胶将其粘合在一起。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2009100319228A CN101604054A (zh) | 2009-07-03 | 2009-07-03 | Plc光纤分路器的封装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2009100319228A CN101604054A (zh) | 2009-07-03 | 2009-07-03 | Plc光纤分路器的封装方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101604054A true CN101604054A (zh) | 2009-12-16 |
Family
ID=41469852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2009100319228A Pending CN101604054A (zh) | 2009-07-03 | 2009-07-03 | Plc光纤分路器的封装方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101604054A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102360098A (zh) * | 2011-11-01 | 2012-02-22 | 浙江富春江光电科技股份有限公司 | Plc分路器及其封装方法 |
| CN102540337A (zh) * | 2010-12-24 | 2012-07-04 | 苏州东微半导体有限公司 | 一种plc光器件的制造方法 |
| CN107557760A (zh) * | 2017-08-30 | 2018-01-09 | 上海鸿辉光通科技股份有限公司 | 用于阵列波导光栅晶圆生产的上包层生长工艺 |
| CN109669237A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-04-23 | 吉林华微电子股份有限公司 | 半导体硅基光波导器件及其制备方法 |
| CN112099165A (zh) * | 2020-09-09 | 2020-12-18 | 深圳供电局有限公司 | 一种无源光纤配线架 |
-
2009
- 2009-07-03 CN CNA2009100319228A patent/CN101604054A/zh active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102540337A (zh) * | 2010-12-24 | 2012-07-04 | 苏州东微半导体有限公司 | 一种plc光器件的制造方法 |
| CN102360098A (zh) * | 2011-11-01 | 2012-02-22 | 浙江富春江光电科技股份有限公司 | Plc分路器及其封装方法 |
| CN102360098B (zh) * | 2011-11-01 | 2013-09-04 | 浙江富春江光电科技股份有限公司 | Plc分路器及其封装方法 |
| CN107557760A (zh) * | 2017-08-30 | 2018-01-09 | 上海鸿辉光通科技股份有限公司 | 用于阵列波导光栅晶圆生产的上包层生长工艺 |
| CN107557760B (zh) * | 2017-08-30 | 2019-03-29 | 上海鸿辉光通科技股份有限公司 | 用于阵列波导光栅晶圆生产的上包层生长工艺 |
| CN109669237A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-04-23 | 吉林华微电子股份有限公司 | 半导体硅基光波导器件及其制备方法 |
| CN112099165A (zh) * | 2020-09-09 | 2020-12-18 | 深圳供电局有限公司 | 一种无源光纤配线架 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110632702B (zh) | 一种lnoi基光波导反向楔形模斑耦合器及制备方法 | |
| US8615148B2 (en) | Optical coupler between planar multimode waveguides | |
| Hoffmann et al. | Low-loss fiber-matched low-temperature PECVD waveguides with small-core dimensions for optical communication systems | |
| CN111679363B (zh) | 硅波导端面耦合结构及其制作方法 | |
| CN108132499A (zh) | 基于多层聚合物结构的硅波导模斑转换器及其制备方法 | |
| CN108107506A (zh) | 一种光通信波段聚合物波导光栅耦合器及其制作方法 | |
| CN104849878A (zh) | 一种基于马赫-曾德结构的氮化硅波导热光开关阵列芯片及其制作方法 | |
| US20040067023A1 (en) | Spot-size transformer, method of producing spot-size transformer and waveguide-embedded optical circuit using spot-size transformer | |
| CN103502853A (zh) | 光波电路及其制造方法 | |
| CN101120273A (zh) | 多芯平面型光波导及制作和使用该光波导的方法 | |
| CN101604054A (zh) | Plc光纤分路器的封装方法 | |
| CN101308230A (zh) | 绝缘体上硅基三维楔形模斑转换器及其制备方法 | |
| CN111367014B (zh) | 一种用于光互联的具有模斑转换功能的片上边缘耦合器 | |
| CN103399378A (zh) | 一种基于级联马赫-曾德干涉仪型可重构梳状滤波器及其制备方法 | |
| CN104459890A (zh) | 基于聚合物波导的光纤与硅波导耦合结构及其制作方法 | |
| CN111522096B (zh) | 硅波导与氧化硅波导模式转换器的制备方法 | |
| CN1423140A (zh) | 阵列波导光栅与光纤阵列一体化的结构及其制造方法 | |
| CN113820801B (zh) | 一种基于铌酸锂薄膜的脊形波导端面耦合器 | |
| EP0484011B1 (en) | Packaging of silicon optical components | |
| CN115857091A (zh) | 一种铌酸锂薄膜mmi起偏分束器 | |
| Takei | Amorphous silicon photonics | |
| CN103760690B (zh) | 一种功分比可调plc型光功分器及制备方法和调节方法 | |
| CN208297770U (zh) | 一种光通信波段聚合物波导光栅耦合器 | |
| CN103777283A (zh) | 一种输入位置控制的多模干涉型光开关及其制备方法 | |
| CN111458795B (zh) | 一种基于硅波导的全波段起偏器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20091216 |