CN109521512B

CN109521512B - 柔性光波导及其制备方法

Info

Publication number: CN109521512B
Application number: CN201811251388.7A
Authority: CN
Inventors: 冯雪; 叶柳顺; 陈颖
Original assignee: Tsinghua University; Institute of Flexible Electronics Technology of THU Zhejiang
Current assignee: Tsinghua University; Institute of Flexible Electronics Technology of THU Zhejiang
Priority date: 2018-10-25
Filing date: 2018-10-25
Publication date: 2023-05-16
Anticipated expiration: 2038-10-25
Also published as: CN109521512A

Abstract

本发明涉及一种柔性光波导及其制备方法，包括：提供基板，并在基板上形成牺牲层；在牺牲层上依次形成第一光限制层、光传输层；在光传输层上形成光刻胶层，对光刻胶层进行曝光、显影、刻蚀，得到光传输单元；在光传输单元上覆盖第二光限制层，得到预制体；提供柔性衬底，将预制体转印于柔性衬底上，得到柔性光波导。该柔性光波导包括柔性衬底以及依次形成于柔性衬底上的第一光限制层和第二光限制层，第一光限制层和第二光限制层之间包埋有光传输单元。本发明的柔性光波导是一种类皮肤超薄光波导，与人体皮肤贴合度很好，可以实现柔性电子器件的高度集成且微型化，用于柔性可穿戴医疗电子器件时可以提高人体舒适感。

Description

柔性光波导及其制备方法

技术领域

本发明涉及光波导领域，特别是涉及柔性光波导及其制备方法。

背景技术

众所周知，全光网络的发展离不开各种集成光学器件，为全光网络提供低成本、高性能的集成光学器件是决定其发展进程的重要因素。所以，集成光学器件的发展在世纪的前十年里可谓突飞猛进，不断有各种新型光互连、传感的器件报道出来。其中，集成光波导包括平面介质光波导和条形介质光波导，通常是集成光学器件中的一部分。

随着柔性可穿戴设备的发展，无数柔性集成光学器件逐渐进入大众的视野。但是，目前的柔性光波导较厚，柔韧性不佳，无法与人体皮肤进行很好的贴合，也无法实现与柔性硅基光子学器件的集成，导致柔性电子器件很难实现微型化以及超薄化。因此，制备一种可用于柔性集成光学器件的柔性光波导显得尤为迫切与重要。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种柔性光波导及其制备方法；该制备方法得到的柔性光波导是一种类皮肤超薄光波导，与人体皮肤贴合效果很好，同时可以与柔性硅基光子学器件实现很好的集成，最终实现柔性电子器件的高度集成且微型化，用于柔性可穿戴医疗电子器件时可以提高人体舒适感。

一种柔性光波导的制备方法，所述制备方法包括：

(1)提供基板，并在所述基板上形成牺牲层；

(2)在所述牺牲层上依次形成第一光限制层、光传输层；

(3)在所述光传输层上形成光刻胶层，对光刻胶层进行曝光、显影、刻蚀，得到至少一个光传输单元；

(4)在所述光传输单元上覆盖第二光限制层，得到预制体；

(5)提供柔性衬底，将所述预制体转印于所述柔性衬底上，得到柔性光波导。

在其中一个实施例中，步骤(2)中，所述第一光限制层的材料包括PI。

在其中一个实施例中，步骤(2)中，所述光传输层包括硅层。

在其中一个实施例中，形成所述硅层的方法包括蒸镀、溅射中的一种，温度为80℃～100℃。

在其中一个实施例中，步骤(3)中，对光刻胶层进行曝光、显影，曝露部分所述光传输层，再对曝露部分的所述光传输层进行刻蚀，以曝露部分所述第一光限制层，去除剩余的光刻胶层，得到至少一个光传输单元。

在其中一个实施例中，步骤(3)中，所述光传输单元的数量为多个，相邻两所述光传输单元的间隔为1μm～5μm。

在其中一个实施例中，步骤(4)中，在所述光传输单元上覆盖第二光限制层，并使所述第二光限制层覆盖曝露部分所述第一光限制层，得到预制体。

在其中一个实施例中，步骤(4)中，所述第二光限制层包括二氧化硅层。

在其中一个实施例中，形成所述二氧化硅层的方法包括蒸镀、溅射中的一种，温度为80℃～100℃。

在其中一个实施例中，所述第一光限制层的厚度为10μm～20μm；及/或

所述光传输层的厚度为0.1μm～3μm；及/或

所述第二光限制层的厚度为0.2μm～1μm；及/或

所述柔性衬底的厚度为10μm～20μm；及/或

所述牺牲层的厚度为2μm～8μm。

在其中一个实施例中，步骤(1)中，所述牺牲层包括PMMA层。

在其中一个实施例中，步骤(5)中，所述柔性衬底包括PDMS衬底、敷料中的至少一种。

上述柔性光波导的制备方法可以使光波导的各层之间具有非常好的贴合效果，集成度高。而且，可以精确控制各层的厚度以及垂直度，提高柔性光波导对模式控制和对光的限制，并且实现柔性硅基光子学高度集成且微型化，同时提高柔性光波导的成品率以及降低成本。

一种如上述制备方法得到的柔性光波导，所述柔性光波导包括柔性衬底以及依次形成于所述柔性衬底上的第一光限制层和第二光限制层，所述第一光限制层和所述第二光限制层之间包埋有至少一个光传输单元。

上述柔性光波导超薄、柔韧性好，与人体贴合度非常好，可以实现硅基光子学器件高度集成化且光传输性能稳定，不受外界环境影响，可以在低于400℃的环境下工作，工作波长为0.6μm～2μm，可广泛应用于柔性可穿戴医疗电子器件上。

附图说明

图1为本发明柔性光波导的制备工艺流程图；

图2为对比例8中第二光限制层的示意图；

图3为对比例11中硅层的示意图；

图4为对比例15转印后的牺牲层示意图。

图中：1、基板；2、牺牲层；3、第一光限制层；4、光传输层；5、光刻胶层；6、光传输单元；7第二光限制层；8、柔性衬底。

具体实施方式

以下将结合附图说明对本发明提供的柔性光波导及其制备方法作进一步说明。

如图1所示，本发明提供的柔性光波导的制备方法包括：

(1)提供基板1，并在所述基板1上形成牺牲层2；

(2)在所述牺牲层2上依次形成第一光限制层3、光传输层4；

(3)在所述光传输层4上形成光刻胶层5，对光刻胶层5进行曝光、显影、刻蚀，得到至少一个光传输单元6；

(4)在所述光传输单元6上覆盖第二光限制层7，得到预制体；

(5)提供柔性衬底8，将所述预制体转印于所述柔性衬底8上，得到柔性光波导。

步骤(1)中，所述基板1的材料不限，包括硅片、康宁玻璃、载玻片、石英玻璃中的一种。考虑到第一光限制层3为聚酰亚胺层，选用硅片作为基板1制备聚酰亚胺层时导热性能好，且工艺成熟，制备得到的聚酰亚胺层表面平整度高。所以，所述基板1优选为硅片。

所述牺牲层2用于将预制体转印于柔性衬底8上。考虑到PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)加热到280℃不影响转印效果，耐高温且工艺性好，同时考虑到本发明PI固化温度为280℃左右，优选的，所述牺牲层2优选为PMMA层。

考虑到牺牲层2太薄时，牺牲层2在转印时无法从第一光限制层3上分离，而太厚时又容易脱落，导致转印很难实现。优选的，所述牺牲层2的厚度为2μm～8μm，考虑到转印效果，进一步优选为6μm～8μm。

具体的，对基板1进行有机水浴清洗，于100℃～140℃去除水汽后在基板1上旋涂PMMA材料，固化后得到PMMA牺牲层2。固化的具体工艺为：加热至110℃-115℃保温5-10分钟，继续加热至150℃-155℃保温5-8分钟，继续加热至180℃-190保温10-15分钟后，自然静置或自然冷却至室温50-60分钟，以降低PMMA层内的应力。

步骤(2)中，所述第一光限制层3的材料包括PI、PET中的一种。考虑到PI能够使光波导整体的柔韧性更好，所述第一光限制层3的材料优选为PI。

同时，考虑到第一光限制层3太薄时，光限制的效果不佳，而太厚时又会降低光波导的柔韧性。优选的，第一光限制层3的厚度为10μm～20μm。从而，可以制备得到柔性光波导，且进一步应用于柔性集成光学器件中，提高器件的集成度。

具体的，在牺牲层2上旋涂聚酰亚胺材料，固化后得到聚酰亚胺层。所述固化的工艺为：加热至80℃-90℃保温10-15分钟，继续加热至120℃-130℃保温30-35分钟，继续加热至150℃-160℃保温30-35分钟，继续加热至200℃-210℃保温30-35分钟，继续加热至250℃-260℃保温30-40分钟。并且，自然静置或自然冷却40-60分钟以降低聚酰亚胺层内的应力。

优选的，所述聚酰亚胺材料经过抽真空处理，以去除聚酰亚胺材料中的气泡。

所述光传输层4的材料不限，可以为磷化铟层、砷化镓层、磷酸锂层、硅层中的一种。考虑到硅层可以低温生长，并且可以实现硅基柔性电子器件集成。因此，所述光传输层4优选为硅层。

具体的，形成所述硅层的方法包括蒸镀、溅射中的一种，温度为80℃～100℃。考虑到蒸镀的方法适于大规模生产，且蒸镀的设备成本较低。优选的，通过蒸镀的方法在聚酰亚胺层上的形成硅层作为光传输层4，所形成的硅层既不会龟裂脱落，也不会因温度过高而破坏第一光限制层3。

优选的，所述蒸镀于E-Beam腔体中进行。

考虑到柔性光波导的柔韧性以及光传输层4的传输损耗，所述光传输层的厚度优选为0.1μm～3μm。

步骤(3)中，提供掩膜版，对光刻胶层5进行曝光、显影，并采用显影液去除被曝光的光刻胶，以曝露部分所述光传输层4，并采用烘箱对剩余的光刻胶层5进行加热坚膜。然后，在剩余光刻胶层5的保护下，采用RIE方法对曝露部分的光传输层4进行刻蚀，以曝露部分第一光限制层3。从而，去除剩余的光刻胶层5，即得到至少一个光传输单元6。

可以理解，所述光传输单元6的厚度与光传输层4的厚度相等。

优选的，所述RIE方法的工艺参数为：SF₆：30sccm～50sccm，RF：100W～200W。

优选的，采用氧气辉光去除剩余的光刻胶层5，具体工艺为：O₂：20sccm～40sccm，RF：100W～200W。

优选的，所述光传输单元6的数量为多个，相邻两所述光传输单元6的间隔的距离可通过掩膜版的尺寸进行控制。考虑到光刻机的精度以及材料的利用率，相邻两所述光传输单元6的间隔的距离为1μm～5μm。

步骤(4)中，在所述光传输单元6上覆盖第二光限制层7，并使所述第二光限制层7覆盖曝露部分所述第一光限制层3，得到预制体。

其中，所述第二光限制层7的材料不限，但折射率小于光传输单元6的折射率。所以，所述第二光限制层7包括二氧化硅层、氧化锌层、氮化硅层中的一种。考虑到二氧化硅层可以低温生长，并且可以实现硅基柔性电子器件集成。因此，所述第二光限制层7优选为二氧化硅层。

具体的，第一光限制层3、形成于所述第一光限制层3的光传输单元6，以及覆盖光传输单元6和曝露部分的第一光限制层3的第二光限制层7构成了光波导结构，且该光波导结构具有柔性。

具体的，形成所述二氧化硅层的方法包括蒸镀、溅射中的一种，温度为80℃～100℃。优选的，所述二氧化硅层在氧气气氛下形成，从而可以利用氧气补充二氧化硅中的氧元素，保证二氧化硅层的质量。进而，可以将光传输单元6和曝露部分的第一光限制层3所覆盖，形成第二光限制层7。并且，所形成的二氧化硅层既不会龟裂脱落，也不会因温度过高而破坏聚酰亚胺层也不会因温度过高而破坏第一光限制层3。

优选的，所述蒸镀于E-Beam腔体中进行。

考虑到柔性光波导的柔韧性，所述第二光限制层7的厚度优选为0.2μm～1μm。

步骤(5)中，所述柔性衬底8包括PDMS衬底、敷料中的至少一种。其中，所述敷料单面具有粘性，可为交互式伤口敷料等输液用的透明辅料。

考虑到柔性光波导的柔韧性，所述柔性衬底8的厚度优选为10μm～20μm。

具体的，在预制体中，牺牲层2为基板与柔性光波导结构的连接层。从而，在转印的过程中，通过一定速度的力使柔性光波导结构与基板1分离，再转移到所述柔性衬底8上，效率高，得到的柔性光波导中柔性衬底于柔性光波导结构结合度好，柔性光波导的质量好。且与直接在柔性衬底上制备柔性光波导结构相比，不会增加柔性衬底的厚度，使最终柔性光波导变厚，影响其在集成光学器件中的耦合效率和器件的集成度。

具体的，所述转印的方法包括机械转印方法和液体转印方法。考虑到机械转印方法不会腐蚀光波导，所述转印的方法优选为机械转印。

本发明还提供一种上述制备方法得到的柔性光波导，所述柔性光波导包括柔性衬底8以及依次形成于所述柔性衬底8上的第一光限制层3和第二光限制层7，所述第一光限制层3和所述第二光限制层7之间包埋有光传输单元6。

优选的，所述第一光限制层3的材料为PI。

优选的，所述光传输单元6的材料为硅，光传输单元6的数量为多个，多个所述光传输单元间隔1μm～5μm设置，所述第二光限制层7为二氧化硅层。

优选的，所述柔性衬底8为PDMS衬底、敷料中一种。其中，所述敷料为交互式伤口敷料等输液用的透明辅料。

进一步的，所述聚酰亚胺层的厚度为10μm～20μm，所述光传输单元6的厚度为0.1μm～3μm，所述二氧化硅层的厚度为0.2μm～1μm，所述柔性衬底8的厚度为10μm～20μm。

上述柔性光波导超薄、柔韧性好，与人体贴合度非常好，可以实现硅基光子学器件高度集成化且光传输性能稳定，不受外界环境影响，可以在低于400℃的环境下工作，工作波长为0.6μm～2μm。可广泛应用于柔性可穿戴医疗电子器件上。

以下，将通过以下具体实施例对所述柔性光波导及其制备方法做进一步的说明。

实施例1：

提供硅片，对硅片进行有机水浴清洗，于120℃去除水汽，在硅片上旋涂PMMA材料，具体转速为400转30秒+4500转30秒然后加热至110℃保温5分钟，继续加热至150℃保温5分钟，继续加热至180℃保温10分钟，固化得到厚度为2μm的PMMA牺牲层。自然静置或冷却40分钟，以降低PMMA层内的应力。

然后将E-Beam腔体升温到80℃，在上述聚酰亚胺层上蒸镀形成厚度为0.1μm的硅层。

在上述硅层上形成光刻胶层。并采用掩膜版对光刻胶层进行曝光，再采用显影液去除被曝光的光刻胶，以曝露出部分光传输层图形，再采用烘箱对剩余的光刻胶层进行加热坚膜。在剩余光刻胶层的保护下，采用RIE方法对曝露部分的光传输层进行刻蚀，RIE方法的工艺参数为：SF₆：30sccm，RF：100W，直至曝露部分第一光限制层。最后，采用氧气辉光去除剩余的光刻胶层，氧气辉光的工艺为：O₂：20sccm，RF：100W，得到光传输单元，光传输单元的间隔的距离为1μm。

然后将E-Beam腔体升温到80℃，通入1sccm的氧气在上述光传输单元和曝露部分的第一光限制层上蒸镀形成厚度为0.2μm的二氧化硅层，从而得到预制体。

最后，提供厚度为10μm的PDMS衬底，将上述预制体转印于PDMS衬底上，得到柔性光波导。

所得到的柔性光波导包括PDMS衬底以及依次形成于PDMS衬底上的聚酰亚胺层和二氧化硅层，聚酰亚胺层和二氧化硅层之间包埋有光传输单元，光传输单元的材料为硅。其中，PDMS衬底的厚度为10微米，聚酰亚胺层的厚度为10微米，二氧化硅层的厚度为0.2微米，光传输单元的厚度为0.3微米，相邻两个光传输单元的间隔为1微米。柔性光波导的工作波长为0.6微米，波导损耗为0.1db/cm。

实施例2：

提供硅片，对硅片进行有机水浴清洗，于100℃除水汽温度不于高于140℃防止硅表面氧化，在硅片上旋涂PMMA材料，具体转速为400转30秒+4500转30秒然后加热至110℃保温5分钟，继续加热至150℃保温5分钟，继续加热至180℃保温10分钟，固化得到厚度为2μm的PMMA牺牲层。自然静置或冷却40分钟，以降低PMMA层内的应力。

所得到的柔性光波导包括PDMS衬底以及依次形成于PDMS衬底上的聚酰亚胺层和二氧化硅层，聚酰亚胺层和二氧化硅层之间包埋有多个光传输单元，光传输单元的材料为硅。其中，PDMS衬底的厚度为10微米，聚酰亚胺层的厚度为10微米，二氧化硅层的厚度为0.2微米，光传输单元的厚度为0.1微米，相邻两个光传输单元的间隔为1微米。柔性光波导的工作波长为0.6微米，波导损耗为0.1db/cm。

实施例3：

提供硅片，对硅片进行有机水浴清洗，于140℃去除水汽，在硅片上旋涂PMMA材料，具体转速为400转30秒+4500转30秒然后加热至110℃保温10分钟，继续加热至155℃保温10分钟，继续加热至185℃保温15分钟，固化得到厚度为2μm的PMMA牺牲层。自然静置或冷却60分钟，以降低PMMA层内的应力。

然后将E-Beam腔体升温到100℃，在上述聚酰亚胺层上蒸镀形成厚度为0.3μm的硅层。

在上述硅层上形成光刻胶层。并采用掩膜版对光刻胶层进行曝光，再采用显影液去除被曝光的光刻胶，以曝露出部分光传输层图形，再采用烘箱对剩余的光刻胶层进行加热坚膜。在剩余光刻胶层的保护下，采用RIE方法对曝露部分的光传输层进行刻蚀，RIE方法的工艺参数为：SF₆：50sccm，RF:200W，直至曝露部分第一光限制层。最后，采用氧气辉光去除剩余的光刻胶层，氧气辉光的工艺为：O₂：40sccm，RF：200W，得到多个光传输单元，光传输单元的间隔的距离为5μm。

然后将E-Beam腔体升温到100℃，通入10sccm的氧气在上述光传输单元和曝露部分的第一光限制层上蒸镀形成厚度为1μm的二氧化硅层，从而得到预制体。

最后，提供厚度为20μm的PDMS衬底，将上述预制体转印于PDMS衬底上，得到柔性光波导。

所得到的柔性光波导包括PDMS衬底以及依次形成于PDMS衬底上的聚酰亚胺层和二氧化硅层，聚酰亚胺层和二氧化硅层之间包埋有光传输单元，光传输单元的材料为硅。其中，PDMS衬底的厚度为20微米，聚酰亚胺层的厚度为20微米，二氧化硅层的厚度为1微米，光传输单元的厚度为0.3微米，相邻两个光传输单元的间隔为5微米。柔性光波导的工作波长为2微米，波导损耗为8db/cm。

实施例4：

本实施例与实施例1的区别在于，将E-Beam腔体升温到90℃，在聚酰亚胺层上蒸镀形成硅层，此温度下蒸镀出来的光传输层不易龟裂。

实施例5：

本实施例与实施例1的区别在于，将E-Beam腔体升温到100℃，在聚酰亚胺层上蒸镀形成硅层，此温度下蒸镀出来的光传输层不易龟裂。

实施例6：

本实施例与实施例1的区别在于，将E-Beam腔体升温到90℃，在光传输单元和曝露部分的第一光限制层上蒸镀形成二氧化硅层，此温度下硅层不易龟裂且二氧化硅层不易脱落。

实施例7：

本实施例与实施例1的区别在于，将E-Beam腔体升温到100℃，在光传输单元和曝露部分的第一光限制层上蒸镀形成二氧化硅层，此温度下硅层不易龟裂且二氧化硅层不易脱落。

实施例8：

本实施例与实施例1的区别在于，固化得到厚度为5μm的PMMA牺牲层，转印过程中易将牺牲层从硅基衬底上转印下来且牺牲层不易脱落，使得转印顺利完成。

实施例9：

本实施例与实施例1的区别在于，固化得到厚度为8μm的PMMA牺牲层，转印过程中易将牺牲层从硅基衬底上转印下来且牺牲层不易脱落，使得转印过程顺利完成。

实施例10：

本实施例与实施例1的区别在于，在聚酰亚胺层上蒸镀形成厚度为1μm的硅层，在保证光波导足够的柔性的前提下，对光场限制增强且光波导不易泄露，光传输损耗小。

实施例11：

本实施例与实施例1的区别在于，在聚酰亚胺层上蒸镀形成厚度为3μm的硅层，在保证光波导足够的柔软的前提下，对光场限制增强且光波导不易泄露，光传输损耗小。

实施例12：

本实施例与实施例1的区别在于，在光传输单元和曝露部分的第一光限制层上蒸镀形成厚度为0.5μm的二氧化硅层，在保证光波导器件整体足够柔软的前提下，光限制较强且二氧化硅层不易龟裂。

实施例13：

本实施例与实施例1的区别在于在上述光传输单元和曝露部分的第一光限制层上蒸镀形成厚度为1μm的二氧化硅层，在保证光波导器件整体足够柔软的前提下，光限制较强且二氧化硅层不易龟裂。

实施例14：

本实施例与实施例1的区别在于，PDMS衬底的厚度为12μm，光波导器件整体足够柔软的前提下，器件不易损坏，转印过程容易实现。

实施例15：

本实施例与实施例1的区别在于，PDMS衬底的厚度为20μm，光波导器件整体足够柔软的前提下，器件不易损坏，转印过程容易实现。

实施例16：

本实施例与实施例1的区别在于，聚酰亚胺层的厚度为15微米，在保证光波导器件整体足够柔软的前提下，光限制较强且二氧化硅层不易龟裂。

实施例17：

本实施例与实施例1的区别在于，聚酰亚胺层的厚度为20微米，在保证光波导器件整体足够柔软的前提下，光限制较强且二氧化硅层不易龟裂。

对比例1：

本对比例与实施例1的区别在于，光传输单元的间隔为0.5μm，此结构的柔性光波导因光传输单元的间隔较小，工艺上非常难实现单个柔性波导解理，并且容易导致光串扰。

对比例2：

本对比例与实施例1的区别在于，光传输单元的间隔为10μm，会提高柔性光波导制备成本。

对比例3：

本对比例与实施例1的区别在于，第一光限制层的厚度为5μm，此结构的柔性光波导因第一光限制层较薄，导致转印难以实现。

对比例4：

本对比例与实施例1的区别在于，第一光限制层的厚度为30μm，此结构的柔性光波导因第一光限制层较厚，整个器件的柔软度不够。

对比例5：

本对比例与实施例1的区别在于，光传输层的厚度为0.05μm，此结构的柔性光波导会导致光限制减弱、波导泄露增加，整个波导器件的光传输损耗大，约为10db/cm。

对比例6：

本对比例与实施例1的区别在于，光传输层的厚度为10μm，此结构的柔性光波导整体柔软度不够。

对比例7：

本对比例与实施例1的区别在于，第二光限制层的厚度为0.1μm，导致整个波导器件的光限制性能较差。

对比例8：

本对比例与实施例1的区别在于，第二光限制层的厚度为5μm，此结构的柔性光波导整体柔软度不够并且第二光限制层容易龟裂，如图2所示。

对比例9：

本对比例与实施例1的区别在于，柔性衬底的厚度为5μm，衬底较薄，器件容易损坏并且制备比较困难。

对比例10：

本对比例与实施例1的区别在于，柔性衬底的厚度为30μm，此结构的柔性光波导整体柔软度不够。

对比例11：

本对比例与实施例1的区别在于，将E-Beam腔体升温到50℃，在聚酰亚胺层上蒸镀硅层，因腔体温度较低，蒸镀出来硅层很容易龟裂，如图3所示。

对比例12：

本对比例与实施例1的区别在于，将E-Beam腔体升温到120℃，在上述聚酰亚胺层上蒸镀形成硅层，温度过高，蒸镀出来的硅层容易龟裂。

对比例13：

本对比例与实施例1的区别在于，将E-Beam腔体升温到40℃，在光传输单元和曝露部分的第一光限制层上蒸镀形成二氧化硅层，因温腔体温度较低，蒸镀的二氧化硅层容易龟裂。

对比例14：

本对比例与实施例1的区别在于，将E-Beam腔体升温到120℃，在光传输单元和曝露部分的第一光限制层上蒸镀形成二氧化硅层，因温度过高，二氧化硅层很容易脱落。

对比例15：

本对比例与实施例1的区别在于，固化得到厚度为1μm的PMMA牺牲层，因牺牲层较薄，转印过程中很难将牺牲层从硅基衬底上转印下来，如图4所示。

对比例16：

本对比例与实施例1的区别在于，固化得到厚度为10μm的PMMA牺牲层，因牺牲层较厚，转印过程中容易脱落，导致转印无法顺利完成。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种柔性光波导的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

(1)提供基板，并在所述基板上形成牺牲层；

(2)在所述牺牲层上依次形成第一光限制层、光传输层；

(4)在所述光传输单元上覆盖第二光限制层，得到预制体；

2.根据权利要求1所述的柔性光波导的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述第一光限制层的材料包括PI。

3.根据权利要求1所述的柔性光波导的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述光传输层包括硅层。

4.根据权利要求3所述的柔性光波导的制备方法，其特征在于，形成所述硅层的方法包括蒸镀、溅射中的一种，温度为80℃～100℃。

5.根据权利要求1所述的柔性光波导的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，对光刻胶层进行曝光、显影，曝露部分所述光传输层，再对曝露部分的所述光传输层进行刻蚀，以曝露部分所述第一光限制层，去除剩余的光刻胶层，得到至少一个光传输单元。

6.根据权利要求1所述的柔性光波导的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述光传输单元的数量为多个，相邻两所述光传输单元的间隔为1μm～5μm。

7.根据权利要求1所述的柔性光波导的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，在所述光传输单元上覆盖第二光限制层，并使所述第二光限制层覆盖曝露部分所述第一光限制层，得到预制体。

8.根据权利要求1所述的柔性光波导的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述第二光限制层包括二氧化硅层。

9.根据权利要求8所述的柔性光波导的制备方法，其特征在于，形成所述二氧化硅层的方法包括蒸镀、溅射中的一种，温度为80℃～100℃。

10.根据权利要求1所述的柔性光波导的制备方法，其特征在于，所述第一光限制层的厚度为10μm～20μm；及/或

所述光传输层的厚度为0.1μm～3μm；及/或

所述第二光限制层的厚度为0.2μm～1μm；及/或

所述柔性衬底的厚度为10μm～20μm；及/或

所述牺牲层的厚度为2μm～8μm。

11.根据权利要求1所述的柔性光波导的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述牺牲层包括PMMA层。

12.根据权利要求1所述的柔性光波导的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述柔性衬底包括PDMS衬底、敷料中的至少一种。

13.一种如权利要求1～12任一项所述制备方法得到的柔性光波导，其特征在于，所述柔性光波导包括柔性衬底以及依次形成于所述柔性衬底上的第一光限制层和第二光限制层，所述第一光限制层和所述第二光限制层之间包埋有至少一个光传输单元。