CN114879309B - 一种基于湿法腐蚀制作片上光纤微腔耦合系统的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及片上光纤微腔耦合系统，具体是一种基于湿法腐蚀制作片上光纤微腔耦合系统的方法，该方法是采用如下步骤实现的：步骤一：将光纤的涂覆层中段进行机械剥除；步骤二：对光纤的裸光纤中段进行清洗；步骤三：将光纤的涂覆层两端与硅片的上表面粘接固定；步骤四：将光纤的裸光纤中段腐蚀成为光纤锥；步骤五：调整两个位移台，直至回音壁模式光学微腔与光纤锥的锥区之间实现耦合；步骤六：调整两个位移台，直至回音壁模式光学微腔与光纤锥的锥区之间达到最佳耦合状态；步骤七：制得片上光纤微腔耦合系统。本发明有效解决了现有片上光纤微腔耦合系统制作方法制得的产品体积过大、可靠性差、封装难度高、制作成本高的问题。

Description

一种基于湿法腐蚀制作片上光纤微腔耦合系统的方法
技术领域
本发明涉及片上光纤微腔耦合系统，具体是一种基于湿法腐蚀制作片上光纤微腔耦合系统的方法。
背景技术
目前，在回音壁模式光学微腔的集成化应用中，片上光纤微腔耦合系统是极具前景和应用价值的一个方向。但是在实际应用中，片上光纤微腔耦合系统由于制作方法所限，存在如下问题：在现有片上光纤微腔耦合系统制作方法中，由于采用熔融拉伸法制作光纤锥，导致光纤锥的可用锥区占比较小，由此导致制得的片上光纤微腔耦合系统存在体积过大、可靠性差、封装难度高、制作成本高的问题。基于此，有必要发明一种基于湿法腐蚀制作片上光纤微腔耦合系统的方法，以解决现有片上光纤微腔耦合系统制作方法制得的产品体积过大、可靠性差、封装难度高、制作成本高的问题。
发明内容
本发明为了解决现有片上光纤微腔耦合系统制作方法制得的产品体积过大、可靠性差、封装难度高、制作成本高的问题，提供了一种基于湿法腐蚀制作片上光纤微腔耦合系统的方法。
本发明是采用如下技术方案实现的：
一种基于湿法腐蚀制作片上光纤微腔耦合系统的方法，该方法是采用如下步骤实现的：
步骤一：选取一段光纤，并将光纤的涂覆层中段进行机械剥除，由此使得光纤的裸光纤中段裸露出来；
步骤二：先用异丙醇对光纤的裸光纤中段进行清洗，再用去离子水对光纤的裸光纤中段进行超声清洗；
步骤三：选取硅片，并将光纤的涂覆层两端与硅片的上表面粘接固定；
步骤四：向光纤的裸光纤中段滴加氢氟酸液滴，氢氟酸液滴利用马兰戈尼效应将光纤的裸光纤中段腐蚀成为光纤锥；
步骤五：选取回音壁模式光学微腔、可见光光源、两个位移台；将回音壁模式光学微腔粘接固定于第一个位移台上，将硅片和光纤固定于第二个位移台上，并将可见光光源的输出端与光纤的首端连接；然后，启动可见光光源，可见光光源发出的可见光通入光纤；然后，调整两个位移台，使得回音壁模式光学微腔逐渐接近光纤锥的锥区，直至回音壁模式光学微腔与光纤锥的锥区之间实现耦合而使回音壁模式光学微腔发亮；然后，将可见光光源的输出端与光纤的首端断开；
步骤六：选取激光器、光衰减器、光电探测器、示波器；将激光器的输出端与光纤的首端连接，将光衰减器的输入端与光纤的尾端连接，将光电探测器的输入端与光衰减器的输出端连接，将示波器的输入端与光电探测器的输出端连接；然后，启动激光器，激光器发出的激光依次经光纤、光衰减器入射到光电探测器，并经光电探测器转换为电信号；电信号传输至示波器进行显示；然后，继续调整两个位移台，直至回音壁模式光学微腔与光纤锥的锥区之间达到最佳耦合状态而使示波器显示出深度最大的耦合谱线；
步骤七：先将回音壁模式光学微腔与硅片的上表面粘接固定，再将回音壁模式光学微腔与第一个位移台分离，然后将激光器的输出端与光纤的首端断开，而后将光衰减器的输入端与光纤的尾端断开，由此制得片上光纤微腔耦合系统。
与现有片上光纤微腔耦合系统制作方法相比，本发明所述的一种基于湿法腐蚀制作片上光纤微腔耦合系统的方法不再采用熔融拉伸法制作光纤锥，而是基于湿法腐蚀制作光纤锥，由此使得光纤锥的可用锥区占比更大，从而使得制得的片上光纤微腔耦合系统体积更小、可靠性更好、封装难度更低、制作成本更低。
本发明有效解决了现有片上光纤微腔耦合系统制作方法制得的产品体积过大、可靠性差、封装难度高、制作成本高的问题，适用于片上光纤微腔耦合系统的制作。
附图说明
图1是本发明中步骤六的示意图。
图2是本发明制得的片上光纤微腔耦合系统的结构示意图。
图3是本发明中示波器显示出深度最大的耦合谱线的示意图。
图中：1-光纤的涂覆层，2-光纤的裸光纤，3-硅片，4-回音壁模式光学微腔，5-激光器，6-光衰减器，7-光电探测器，8-示波器。
具体实施方式
一种基于湿法腐蚀制作片上光纤微腔耦合系统的方法，该方法是采用如下步骤实现的：
步骤一：选取一段光纤，并将光纤的涂覆层1中段进行机械剥除，由此使得光纤的裸光纤2中段裸露出来；
步骤二：先用异丙醇对光纤的裸光纤2中段进行清洗，再用去离子水对光纤的裸光纤2中段进行超声清洗；
步骤三：选取硅片3，并将光纤的涂覆层1两端与硅片3的上表面粘接固定；
步骤四：向光纤的裸光纤2中段滴加氢氟酸液滴，氢氟酸液滴利用马兰戈尼效应将光纤的裸光纤2中段腐蚀成为光纤锥；
步骤五：选取回音壁模式光学微腔4、可见光光源、两个位移台；将回音壁模式光学微腔4粘接固定于第一个位移台上，将硅片3和光纤固定于第二个位移台上，并将可见光光源的输出端与光纤的首端连接；然后，启动可见光光源，可见光光源发出的可见光通入光纤；然后，调整两个位移台，使得回音壁模式光学微腔4逐渐接近光纤锥的锥区，直至回音壁模式光学微腔4与光纤锥的锥区之间实现耦合而使回音壁模式光学微腔4发亮；然后，将可见光光源的输出端与光纤的首端断开；
步骤六：选取激光器5、光衰减器6、光电探测器7、示波器8；将激光器5的输出端与光纤的首端连接，将光衰减器6的输入端与光纤的尾端连接，将光电探测器7的输入端与光衰减器6的输出端连接，将示波器8的输入端与光电探测器7的输出端连接；然后，启动激光器5，激光器5发出的激光依次经光纤、光衰减器6入射到光电探测器7，并经光电探测器7转换为电信号；电信号传输至示波器8进行显示；然后，继续调整两个位移台，直至回音壁模式光学微腔4与光纤锥的锥区之间达到最佳耦合状态而使示波器8显示出深度最大的耦合谱线；
步骤七：先将回音壁模式光学微腔4与硅片3的上表面粘接固定，再将回音壁模式光学微腔4与第一个位移台分离，然后将激光器5的输出端与光纤的首端断开，而后将光衰减器6的输入端与光纤的尾端断开，由此制得片上光纤微腔耦合系统。
所述步骤一中，光纤的涂覆层1的剥除长度小于回音壁模式光学微腔4的直径。
所述步骤三中，用紫外胶将光纤的涂覆层1两端与硅片3的上表面粘接固定。
所述步骤四中，氢氟酸液滴的浓度为49%。
所述步骤五中，可见光光源为红光光源或绿光光源。
所述步骤五中，用低粘力胶水将回音壁模式光学微腔4粘接固定于第一个位移台上。
所述步骤六中，激光器5为1550nm激光器。
所述步骤七中，用低收缩率UV胶水将回音壁模式光学微腔4与硅片3的上表面粘接固定。
所述步骤五至步骤七中，回音壁模式光学微腔4为晶体腔或微盘腔或微瓶腔或微球腔。
所述步骤五至步骤七中，位移台为高精度位移台。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于湿法腐蚀制作片上光纤微腔耦合系统的方法，其特征在于：该方法是采用如下步骤实现的：
步骤一：选取一段光纤，并将光纤的涂覆层（1）中段进行机械剥除，由此使得光纤的裸光纤（2）中段裸露出来；
步骤二：先用异丙醇对光纤的裸光纤（2）中段进行清洗，再用去离子水对光纤的裸光纤（2）中段进行超声清洗；
步骤三：选取硅片（3），并将光纤的涂覆层（1）两端与硅片（3）的上表面粘接固定；
步骤四：向光纤的裸光纤（2）中段滴加氢氟酸液滴，氢氟酸液滴利用马兰戈尼效应将光纤的裸光纤（2）中段腐蚀成为光纤锥；
步骤五：选取回音壁模式光学微腔（4）、可见光光源、两个位移台；将回音壁模式光学微腔（4）粘接固定于第一个位移台上，将硅片（3）和光纤固定于第二个位移台上，并将可见光光源的输出端与光纤的首端连接；然后，启动可见光光源，可见光光源发出的可见光通入光纤；然后，调整两个位移台，使得回音壁模式光学微腔（4）逐渐接近光纤锥的锥区，直至回音壁模式光学微腔（4）与光纤锥的锥区之间实现耦合而使回音壁模式光学微腔（4）发亮；然后，将可见光光源的输出端与光纤的首端断开；
步骤六：选取激光器（5）、光衰减器（6）、光电探测器（7）、示波器（8）；将激光器（5）的输出端与光纤的首端连接，将光衰减器（6）的输入端与光纤的尾端连接，将光电探测器（7）的输入端与光衰减器（6）的输出端连接，将示波器（8）的输入端与光电探测器（7）的输出端连接；然后，启动激光器（5），激光器（5）发出的激光依次经光纤、光衰减器（6）入射到光电探测器（7），并经光电探测器（7）转换为电信号；电信号传输至示波器（8）进行显示；然后，继续调整两个位移台，直至回音壁模式光学微腔（4）与光纤锥的锥区之间达到最佳耦合状态而使示波器（8）显示出深度最大的耦合谱线；
步骤七：先将回音壁模式光学微腔（4）与硅片（3）的上表面粘接固定，再将回音壁模式光学微腔（4）与第一个位移台分离，然后将激光器（5）的输出端与光纤的首端断开，而后将光衰减器（6）的输入端与光纤的尾端断开，由此制得片上光纤微腔耦合系统。
2.根据权利要求1所述的一种基于湿法腐蚀制作片上光纤微腔耦合系统的方法，其特征在于：所述步骤一中，光纤的涂覆层（1）的剥除长度小于回音壁模式光学微腔（4）的直径。
3.根据权利要求1所述的一种基于湿法腐蚀制作片上光纤微腔耦合系统的方法，其特征在于：所述步骤三中，用紫外胶将光纤的涂覆层（1）两端与硅片（3）的上表面粘接固定。
4.根据权利要求1所述的一种基于湿法腐蚀制作片上光纤微腔耦合系统的方法，其特征在于：所述步骤四中，氢氟酸液滴的浓度为49%。
5.根据权利要求1所述的一种基于湿法腐蚀制作片上光纤微腔耦合系统的方法，其特征在于：所述步骤五中，可见光光源为红光光源或绿光光源。
6.根据权利要求1所述的一种基于湿法腐蚀制作片上光纤微腔耦合系统的方法，其特征在于：所述步骤五中，用低粘力胶水将回音壁模式光学微腔（4）粘接固定于第一个位移台上。
7.根据权利要求1所述的一种基于湿法腐蚀制作片上光纤微腔耦合系统的方法，其特征在于：所述步骤六中，激光器（5）为1550nm激光器。
8.根据权利要求1所述的一种基于湿法腐蚀制作片上光纤微腔耦合系统的方法，其特征在于：所述步骤七中，用低收缩率UV胶水将回音壁模式光学微腔（4）与硅片（3）的上表面粘接固定。
9.根据权利要求1所述的一种基于湿法腐蚀制作片上光纤微腔耦合系统的方法，其特征在于：所述步骤五至步骤七中，回音壁模式光学微腔（4）为晶体腔或微盘腔或微瓶腔或微球腔。
10.根据权利要求1所述的一种基于湿法腐蚀制作片上光纤微腔耦合系统的方法，其特征在于：所述步骤五至步骤七中，位移台为高精度位移台。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005346080A (ja) * 2004-06-04 2005-12-15 Jiaotong Univ レーザ微加工処理による全光ファイバー型素子の製作方法
CN101975763A (zh) * 2010-08-24 2011-02-16 中北大学 一体化探头式微球腔传感器
CN104852259A (zh) * 2015-05-22 2015-08-19 哈尔滨工程大学 液滴回音壁模式激光器及其制作方法
CN109633821A (zh) * 2018-12-24 2019-04-16 暨南大学 一种微腔耦合系统的制备方法和微波光子滤波器

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9176281B2 (en) * 2013-04-22 2015-11-03 The Curators Of The University Of Missouri Capillary wall coupled whispering gallery mode microresonator
CN114620956B (zh) * 2016-12-22 2023-10-27 奇跃公司 用于扫描光纤显示器的成形光纤元件的制造方法和系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005346080A (ja) * 2004-06-04 2005-12-15 Jiaotong Univ レーザ微加工処理による全光ファイバー型素子の製作方法
CN101975763A (zh) * 2010-08-24 2011-02-16 中北大学 一体化探头式微球腔传感器
CN104852259A (zh) * 2015-05-22 2015-08-19 哈尔滨工程大学 液滴回音壁模式激光器及其制作方法
CN109633821A (zh) * 2018-12-24 2019-04-16 暨南大学 一种微腔耦合系统的制备方法和微波光子滤波器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
光纤气泡微腔传感技术;刘申;廖常锐;王义平;;应用科学学报(第01期);全文 *

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