CN1139824C - 光纤端面微细加工方法 - Google Patents
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Abstract
光纤端面微细加工方法属于微细加工技术领域。本发明具体方法如下：(1)在光纤端面喷涂光刻胶形成均匀光刻胶层；(2)将光纤端面前烘；(3)将光纤端面导入带自对准的掩膜板微孔，对光刻胶进行曝光，显影，并进行后烘；(4)以光刻胶为掩膜对光纤端面进行刻蚀，得到所需的光纤端面形状和结构。本发明采用带自对准的掩膜板解决了光纤端面加工技术难，对准程度低的问题，实现对光纤端面进行任意形状和结构的加工。
Description
技术领域：本发明涉及的是一种微细加工方法，特别是一种光纤端面微细加工方法，属于微细加工技术领域。
背景技术：近年来，光通讯得到了迅速的发展，并日益得到人们的重视。由于光纤的端面结构与形状在光信号传播过程的重要作用，如可以改变光路的传播方向、与光信号的损失和失真密切相关等，而使得光纤的端面加工受到研究人员的格外重视。经文献检索发现，D.R.Turner在《United State Patent》(美国专利)4,469,554，1984(9)上撰文《Etch procedure for optical fibers》(光纤刻蚀工艺)，该文提出湿法分层刻蚀是目前实现光纤端面加工的一种重要方法，它利用分层液体对光纤端面进行加工，分层液体包括上下两层：下层为刻蚀溶液，用于实现对光纤端面的加工；上层为惰性液体，用于保护光纤的其它部分不被下层的刻蚀溶液所刻蚀。采用此方法实现了光纤端面探针形状和锥形形状的加工，可在光纤端面制作出探针和锥形透镜。由于此方法是在刻蚀溶液中对光纤端面进行均匀的各向同性腐蚀，所以加工出的端面形状受到很大的限制，通常此方法只能够加工出探针和锥形的形状和结构，无法实现端面任意形状和结构的加工。
发明内容：本发明针对现有技术的不足和缺陷，提供一种全新的光纤端面微细加工方法，利用自对准掩膜板并通过光刻和刻蚀工艺来实现光纤端面任意形状和结构的直接加工，如实现光纤端面台阶加工，光纤端面平面镜、透镜、光栅和联结器等光器件的加工等。
自对准掩膜板由玻璃基板、Au/Cr层、镀镍层三层构成，玻璃基板在最上层，中间为Au/Cr层，下层为镀镍层，玻璃基板、Au/Cr层、镀镍层之间通过胶联或键合连接。微孔位于下层的镀镍层上。微孔本身加工成光纤外径的尺寸，如125微米，在光纤导入微孔后，由于微孔本身尺寸和光纤外径尺寸相同，自动将光纤固定并对准。对应于微孔处的中间Au/Cr层上，制作有要在光纤端面上加工的图形，起到掩膜板的作用，可对图形进行转移，即用紫外光辐照方法将掩膜板上的图形转移到光刻胶上，然后以光刻胶作为掩膜通过刻蚀工艺将光刻胶上的图形转换到光纤端面上。
对光纤端面进行加工时，将喷涂了光刻胶的光纤端面导入带自对准的掩膜板微孔，对光刻胶进行曝光，显影，并以光刻胶为掩膜对光纤端面进行刻蚀，得到所需的光纤端面形状和结构。
本发明具体方法如下：
(1)在光纤端面喷涂光刻胶形成均匀光刻胶层；
(2)将光纤端面前烘；
(3)导入带自对准的掩膜板微孔，对光刻胶进行曝光，显影，并进行后烘；
(4)以光刻胶为掩膜对光纤端面进行刻蚀，得到所需的光纤端面形状和结构。
本发明具有实质性特点和显著进步，本方法的优点是采用了带自对准的掩膜板对光纤端面直接加工，从而解决了光纤端面加工技术难，对准程度低的问题，并可以对光纤端面进行任意形状和结构的加工，如实现光纤端面台阶加工，光纤端面平面镜、透镜、光栅和联结器等光器件的加工等，此外，采用喷雾光刻胶工艺解决了光纤端面甩胶不均匀问题。本方法实现的光学器件具有体积较小，精度高，集成方便等优点，并且，采用本方法制作的光纤端面加工用掩膜板对研制光纤通信用的器件和含有复杂图形的器件具有特别重要的意义。
具体实施方式：使用本发明的加工方法加工光纤端面台阶
(1)用自制的喷雾装置在由夹具固定的外径为125微米的光纤端面喷涂光刻胶形成5微米厚的均匀光刻胶层，所采用的光刻胶为普通光刻胶用有机溶剂稀释10倍；
(2)将喷涂了光刻胶层的光纤端面在设定温度为80℃的烘箱内前烘30分钟；
(3)将光纤端面导入带自对准的掩膜板微孔，对光纤端面的光刻胶进行紫外曝光，用显影剂显影3分钟，140℃的烘箱内后烘30分钟；
(4)以光刻胶为掩膜，SF6气体为刻蚀气体对光纤端面干法刻蚀，得到所需的光纤端面台阶结构。
本加工光纤端面台阶的实例，加工技术简单，对准程度高，体积较小，精度高，集成方便，实现光纤端面台阶的直接加工。
Claims (1)
1、一种光纤端面微细加工方法，其特征在于具体方法如下：
(1)在光纤端面喷涂光刻胶形成均匀光刻胶层；
(2)将光纤端面前烘；
(3)将光纤端面导入带自对准的掩膜板微孔，对光刻胶进行曝光，显影，并进行后烘；
(4)以光刻胶为掩膜对光纤端面进行刻蚀，得到所需的光纤端面形状和结构。
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