CN1811528A

CN1811528A - Mems液晶光衰减器阵列及制作方法

Info

Publication number: CN1811528A
Application number: CNA2006100165226A
Authority: CN
Inventors: 陈维友; 张歆东; 刘彩霞; 董玮; 阮圣平; 仲志成; 周敬然
Original assignee: Jilin University
Current assignee: Jilin University
Priority date: 2006-01-13
Filing date: 2006-01-13
Publication date: 2006-08-02
Anticipated expiration: 2026-01-13
Also published as: CN100367082C

Abstract

本发明属于光电子器件领域，具体涉及一种MEMS液晶光衰减器阵列及制作方法。MEMS液晶光衰减器阵列由单晶硅衬底(10)、入射光纤和出射光纤耦合阵列(5)、填充聚合物分散液晶材料的液晶微槽(4)组成，液晶微槽(4)内的聚合物分散液晶材料由占总重量30％～90％的液晶材料、5％～65％的聚合物单体与适量的稀释剂的混合物、1％～5％的光引发剂经充分搅拌后紫外固化而形成，其中聚合物单体与稀释剂的重量比为1∶5～5∶1。在单晶硅衬底(10)的电极对(7)上加有电场，可以实现对不同光通路中聚合物分散液晶材料的调制，从而实现对多个光通路的光的衰减，进而完成本发明MEMS液晶光衰减器阵列的目的。

Description

MEMS液晶光衰减器阵列及制作方法

技术领域

本发明属于光电子器件领域，具体涉及一种基于聚合物分散液晶材料的MEMS液晶光衰减器阵列及该液晶衰减器阵列的制作方法。

背景技术

光衰减器是一种旨在降低波导中传输的光功率的器件。目前光衰减器的市场潜力大，在无源器件中，其产量仅次于连接器、耦合器等。随着宽带光通信网络，特别是全光网络的迅速发展，为保证通信质量，在光网络中有必要在节点对每个波长的光功率进行均衡，可变光衰减器就是其中重要的一种解决方案。

目前已形成固定式、步进可调式、连续可调式以及智能型光衰减器四种系列，但是国内外已商业化的光衰减器几乎全是传统技术制造的机械型大体积光衰减器，利用输入、输出光纤对接时发生位移或者在光传输路径中插入遮挡物来对传输的光功率进行衰减，而基于MEMS技术工艺制造的体积很小的光衰减器日益受到人们的重视，正处于研究阶段，光通信市场对目前多通道、集成化的可变光衰减器有很好的需求，高性能、低成本、小型化的新型可变光衰减器阵列的研制得到学界及产业界的极大关注。

随着近年来液晶材料的广泛应用，人们对液晶的各种电光效应进行了大量深入的研究，在电信应用上，因为液晶材料对近红外光波长有高穿透率，所以其元件具有低插入损耗及低极化相关损耗，并且液晶元件有着很大的操作频宽与制作小型化的优势，使它们颇适合于在波分复用光通信中的应用。

特别是近年来聚合物分散液晶体系(PDLC)这一研究领域越来越受到人们的关注，当施加外加电场时，液晶分子的行为受到聚合物网络的作用，将倾向于沿电场方向取向，由于液晶分子的寻常折射率与基体的折射率相匹配，光可呈透过状态；除去外加电场，液晶微粒在基体的作用下又恢复最初的散射状态。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于聚合物分散液晶材料的MEMS液晶光衰减器阵列的制作方法。

器件充分利用了聚合物液晶材料独特的电光特性及Si单晶的结晶学特征，并将体硅微加工工艺与聚合物液晶技术有机结合，结构新颖，克服了目前应用的传统光衰减器体积大、工艺复杂、不易于集成等不足。与普通的液晶型光衰减器相比，聚合物液晶光衰减器无需偏振片，不需要对液晶材料进行特殊的取向处理，结构设计简单。

本发明所述的基于聚合物分散液晶材料的MEMS液晶光衰减器由单晶硅衬底、入射光纤和出射光纤耦合阵列、填充聚合物分散液晶材料的液晶微槽组成，其特征在于：

(1)在硅衬底上有自对准的V型槽阵列，在包括V型槽阵列在内的硅衬底上依次淀积有二氧化硅层和导电金属层，其中二氧化硅层起绝缘隔离作用，V型槽阵列间的导电金属层绝缘断开，形成驱动电极阵列；

(2)在入射光纤和出射光纤阵列的端面和侧面淀积有ITO透明导电薄膜，入射光纤和出射光纤放置在硅衬底自对准的V型槽阵列内，其端面和侧面的导电薄膜与淀积在硅衬底上的金属层相连，与入射光纤和出射光纤相连的金属层断开，形成驱动电极的正负极电极对；

(3)在耦合的入射光纤与出射光纤形成的光通路上，在与入射光纤和出射光纤垂直方向的硅衬底上刻有矩型液晶微槽，在矩型液晶微槽内填充有制备好的聚合物分散液晶材料，镀有ITO透明导电薄膜的入射光纤和出射光纤耦合阵列的端面紧贴液晶材料，从而制备出MEMS液晶光衰减器阵列。

在MEMS液晶光衰减器阵列硅衬底的导电层上引出电极，施加电场作用在液晶微槽内的聚合物分散液晶材料上，就可以利用聚合物分散液晶在不同电场强度下引起的光的散射效应的变化，来实现对光路能量的可控衰减，从而达到本专利所述的制备光衰减器的目的。

液晶微槽内的聚合物分散液晶材料由占总重量30％～90％的液晶材料、5％～65％的聚合物单体与适量的稀释剂的混合物、1％～5％的光引发剂经充分搅拌后紫外固化而形成，其中聚合物单体与稀释剂的重量比为1∶5～5∶1。

做为优选方案，液晶微槽内的聚合物分散液晶材料由占总重量50％～90％的液晶材料、5％～45％的聚合物单体与适量稀释剂的混合物、1％～5％的光引发剂经充分搅拌后紫外固化而形成，其中聚合物单体与稀释剂的重量比为1∶3～3∶1。

做为进一步优选方案，液晶微槽内的聚合物分散液晶材料由占总重量65％～90％的液晶材料、5％～30％的聚合物单体与适量稀释剂的混合物、1％～5％的光引发剂经充分搅拌后紫外固化而形成，其中聚合物单体与稀释剂的重量比为1∶2～2∶1。

本发明所述的基于聚合物分散液晶材料的MEMS液晶光衰减器是采用体硅微细加工技术的方法，充分利用硅的结晶学特征，制作满足液晶光衰减器器件性能要求的自对准光纤定位槽、液晶微槽以及透明导电电极，研究聚合物分散液晶材料的调制工艺和参数，利用聚合物分散液晶在不同电场强度下引起的光的散射效应的变化，来实现对光路能量的可控连续衰减，从而设计制作出一种新型的连续可变的聚合物分散液晶型MEMS光衰减器，通过对聚合物分散液晶调制参数的调整和器件结构的优化，为液晶光衰减器件的实用化在理论上和技术上创造条件。

本发明所述的基于聚合物分散液晶材料的MEMS液晶光衰减器制作步骤如下：

A、光纤自对准V型槽的制作：采用体硅微细加工技术，利用硅的结晶学特征，在单晶硅衬底10上，通过光刻、掩膜、刻蚀及采用各向异性湿法腐蚀技术制作出光纤自对准V型槽1；

B、导电电极的制作：在制作好光纤自对准V型槽的(100)硅片上依次通过磁控溅射方法沉积SiO₂绝缘层3和金属层2，制作如图2所示的多通道电极阵列结构7；同时在入射光纤和出射光纤阵列5的端面和侧面通过磁控溅射方法来淀积ITO透明导电薄膜，使放入V型槽阵列1中的光纤阵列5的端面及侧面具有导电性，并与在硅衬底10上沉积的金属层2形成的电极阵列结构7电相连，在电极阵列结构7上引出导线形成驱动电极阵列；

C、液晶微槽的制作：运用ICP干法刻蚀技术，在硅衬底上，在入射光纤与出射光纤阵列5的对接处，制作与光纤自对准V型槽阵列相垂直的矩形液晶微槽，同时制作出电极阵列结构7的金属电极对，再利用显微镜和红外成像仪对器件的耦合进行观测，当达到耦合要求时，用紫外胶固化法将入射光纤和出射光纤固定在V型槽内，使液晶光衰减结构和其光纤自对准结构集成为一体；

D、聚合物分散液晶材料的制备：

聚合物分散液晶材料(Polymer dispersed liquid crystals简称PDLC)的制备方法采用的是光致聚合分相法，把低分子液晶和聚合物单体与适量的稀释剂、光引发剂按所需配比经混合后再实行相分离，PDLC相分离的结果是向列相液晶以微滴的形态存在于透明的聚合物基体中。聚合物分散液晶体系的光控衰减特性是依靠外加电场对液晶微滴的取向进行调节，从而达到对外来光成不同程度的散射来实现的。

a、材料的选择

因此液晶材料自身的物理化学性质对聚合物分散液晶(PDLC)器件起着决定性的影响。液晶材料必须具有正介电常数，在所选定的聚合物单体中可溶，而在紫外光照下聚合成聚合物后溶解度很小，或者几乎不溶于聚合物，以便能将液晶分离成小的液晶微滴。比较好的液晶材料是含有氧基联苯基的液晶混合物，含有环己基、苯基、间二氢苯和氰基苯基的液晶混合物也可以用。

在聚合物分散液晶材料体系中，光固化的主体是聚合物单体或单体和适量的单体稀释剂的混合物。它的性能对光固化反应的速度以及固化后材料的形貌、驱动电压等主要性能起决定作用。聚合物单体是含有不饱和官能团的低分子聚合物，多数为丙烯酸酯的低聚物。一般来说，聚合物单体材料分子量越大，固化时体积收缩越小，固化速度也较快，但分子量越大，黏度升高，需要更多的单体稀释剂来稀释。适用本专利的预聚物有环氧丙烯酸酯、聚氨脂丙烯酸酯及其他一些不饱和聚酯。

单体稀释剂材料也是决定固化体系基本性质的重要因素。在固化反应中单体稀释剂把聚合物单体分子连接在一起，还起着交联剂的作用。选择稀释剂时需要考虑下列性质：单体稀释剂自身的黏度、稀释能力、对光引发剂的溶解能力、与体系其它组分相互间的相容性、挥发性、对光源的活性、官能度、聚合的收缩率和表面张力等。应当特别指出的是：对于本发明中需要的是透射模液晶器件，要求聚合物的折射率必须与液晶折射率相匹配，才能在有外加电场时，液晶复合物薄膜的透光率最大。比较适宜的稀释剂材料是丙烯酸酯类，如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-羟丙酯、丙烯酸2-羟乙酯等、丙烯酸甲氧基乙酯等；甲基丙烯酸酯，如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、二缩丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三羟甲基丙烷三早基丙烯酸酯(TMPTM)、1，6-己二醇二烯酸酯(HDDA)；甲基丙烯酸盐，如甲基丙烯酸锌等，以及甲基丙烯酸酰胺，这些材料均可在相当短的时间内由紫外光照聚合。

在光源一定的情况下，光引发剂对PDLC器件光聚合反应能否发生起着决定性的作用。光引发剂是指能够吸收辐射的部分能量后本身发生化学变化，分解为自由基或阳离子，从而引发聚合反应。它是产生具有引发聚合能力的活性中间体的物质。光引发剂的光引发效率与下面三个因素有关①光引发剂是否具有合适的吸收光谱(与光源波长的匹配)；②引发量子效率；③光引发剂及它的断裂物不参与链转移及链终止反应，一般光引发剂在体系中的浓度不超过10％。Irgacure-184是一种高效的自由基型非泛黄光引发剂，可以用于UV紫外聚合单官能或多官能团的聚合丙烯酸盐单体和低聚体；虎红(Rose bengal)RB在多种单体树脂基体中都具有良好的溶解度，它对光的高吸收效率基本不受溶剂影响，并且在吸收光的激发下具有较高的活性体(自由基或阳离子)量子产率，但它本身不足以引发光聚合反应，所以多以N-苯基甘氨酸(NPG)作共引发剂，起H供体的作用，与RB一起完成聚合反应。

b、制备液晶、光引发剂和聚合物单体与稀释剂的混合溶液；

液晶、聚合物单体、适量的单体稀释剂和光引发剂按一定重量比称取后，在遮光条件下加热、搅拌，把混合物加热到60～80℃，使其处于各向同性的状态下，再充分搅拌使其均匀混合；混合溶液中液晶材料占30％～90％，预聚物与单体占5％～65％，其中预聚物与单体的比为1∶5～5∶1，光引发剂占1％～5％；

E、衰减功能的实现：将上述步骤中的混合材料注入到液晶微槽中，进行紫外光照射发生聚合反应诱导其相分离，紫外光源可用波长为300～500nm的水银灯，光引发聚合的时间为1～10分钟；这样对光传输通路上的聚合物分散液晶材料施加一定电场的作用，即可实现对光路能量的可控连续衰减。

附图说明

图1：本发明所述的在硅衬底上制作V型光纤定位槽示意图；

图2：本发明所述的在硅衬底上制作多通道电极结构设计示意图；

图3：本发明所述的在硅衬底上刻蚀液晶微槽结构示意图；

图4：本发明所述的集成多通道的MEMS可变光衰减器部分结构示意图；

图5：本发明所述的(100)硅光纤自对准V型槽制作工艺流程示意图；

(1)形成光刻胶掩膜；

(2)形成氮化硅掩膜；

(3)制备V型槽。

如图1所示，在(100)单晶硅衬底10上制作的自对准光纤定位槽1；

如图2所示，在自对准光纤定位槽1上沉积包括SiO₂的绝缘层3和金属层2，再进一步制作彼此分立的电极阵列结构7。

如图3所示，运用ICP干法刻蚀技术，在硅衬底10上制作与光纤自对准V型槽(光通路)相垂直的矩型液晶微槽4，在光通路方向液晶微槽4的宽度要小于金属电极对7的距离，同时制备出了电极阵列结构7的金属电极对。

如图4所示，为制备成的集成多通道的MEMS可变光衰减器部分结构示意图，其各部件名称分别为：单晶硅衬底10，带有金属电极对的电极阵列结构7，SiO₂绝缘层3，与光纤自对准V型槽相垂直的液晶微槽4，在液晶微槽4中注入的聚合物分散液晶分散材料6，端面和侧面镀有ITO透明导电薄膜的耦合的入射光纤和出射光纤阵列5。

如图5所示，为(100)硅片湿法腐蚀光纤自对准V型槽的制作工艺流程，将自对准光纤定位槽图形1从掩膜版上转移到硅片10上，经过涂胶、前烘、曝光、显影、坚膜和去胶后，硅片截面如图5(1)所示，光刻胶8作掩膜层，再进一步来刻蚀硅片表面的氮化硅层9，形成各向异性湿法腐蚀硅的掩膜，如图5(2)所示；用腐蚀液对硅衬底进行腐蚀，进而制备出V型槽阵列，如图5(3)所示。

给各电极对加不同的电场、在液晶微槽4中采用不同的聚合物液晶分散材料及材料的不同组份配比，都可以使同一光通路或不同光通路的光的透射率不尽相同，从而实现本专利的多通路MEMS光衰减器阵列的功能。

具体实施方式

实施例1：

A：制作单通道的光纤自对准V型槽：

选用n型(100)硅片，厚度200～500微米，电阻率为4～6Ω·cm，利用硅单晶各向异性湿法腐蚀特性制作单通道的光纤自对准V型槽：

1)采用Si₃N₄作为绝缘和腐蚀掩膜层，用低压化学气相沉积LPCVD法生长Si₃N₄掩膜层，具体的工艺参数条件如表1所示，生长的Si₃N₄的膜厚度为150nm。

表1 LPCVD生长氮化硅工艺参数

反应气体	气体流量	反应速度	反应室压力	反应室温度
反应气体	气体流量	反应速度	反应室压力	反应室温度	SiH₂Cl₂	29.2sccm	7nm/min	0.25Torr	800℃
NH₃	156sccm				SiH₂Cl₂	29.2sccm

2)光刻，将定位槽图形(如图1所示)从掩膜版上转移到硅片上，光刻工艺包括涂胶、前烘、曝光、显影、坚膜和去胶，光刻后，硅片截面如图5(1)所示，用北京化学试剂所的BP212型光刻胶作掩膜，粘度为(37±2)×10^-3Pa·s，在实验中光刻胶的厚度为1～2微米左右。

3)以光刻胶作掩膜层来刻蚀硅片表面的氮化硅薄膜，刻蚀气体使用CF₄，形成各向异性湿法腐蚀硅的掩膜，如图5(2)，反应工艺参数如表2所示；

表2 反应离子刻蚀氮化硅的参数

反应气体	气体流量	本底真空(Pa)	反应室压强	射频功率	刻蚀速率
反应气体	气体流量	本底真空(Pa)	反应室压强	射频功率	刻蚀速率	CF₄	60sccm	2.0×10^-1	3.0Pa	150W	40nm/min
O₂	30sccm					CF₄	60sccm

4)使用浓度为40％的KOH溶液，温度为70℃，湿法腐蚀制作自对准光纤槽，如图5(3)所示，光纤槽的宽度为200微米，暴露面与水平面的夹角约为35.26°

B：在制作好光纤自对准V型槽的(100)硅片上通过磁控溅射方法，依次沉积起绝缘作用的SiO₂薄膜层和做电极的铝金属层，具体的工艺条件如表3所示：

表3 溅射工艺参数

溅射膜层	本底真空	工作气体	气体流量	工作气压	溅射功率	溅射速率
溅射膜层	本底真空	工作气体	气体流量	工作气压	溅射功率	溅射速率	二氧化硅	2×10^-3Pa	高纯氩气	60sccm	1.8×10⁰Pa	200W	10nm/min
铝	2×10^-3Pa	高纯氩气	60sccm	1.8×10⁰Pa	300W	30nm/min	二氧化硅	2×10^-3Pa	高纯氩气	60sccm	1.8×10⁰Pa	200W	10nm/min

金属铝电极的制作：制作如图2所示的电极阵列结构7，铝的腐蚀用光刻胶作掩膜，用磷酸作腐蚀液，成分如表4。

表4 磷酸腐蚀铝的参数

溶液	成分	温度	腐蚀速率
溶液	成分	温度	腐蚀速率	磷酸+水	H₃PO₄ 100mlDIH₂O 100ml	80℃	50nm/s

C、运用ICP干法刻蚀技术，制作与光纤自对准V型槽相垂直的矩型液晶微槽，微槽的宽度为30微米，利用其将入射光纤与出射光纤两侧的导电层完全断开，同时采用在光纤端面和侧面进行磁控溅射方法来淀积ITO透明导电薄膜，使放入V型槽中的光纤端面及侧面具有导电性，并与硅衬底制作的铝电极相连，在入射光纤与出射光纤两侧的硅平面上引出导线，从而可以为矩型液晶微槽内的聚合物分散液晶材料完成光衰减性能施加电场；

通过对入射光纤和出射光纤沉积ITO透明导电薄膜的反复试验的结果对比，当溅射功率80W，氩气流量为20sccm时，能够产生均匀辉光，且溅射薄膜均匀质量较好，ITO薄膜的厚度为80nm。在这个溅射条件下制得的ITO薄膜在光通信1550nm波长下具有良好的透过性，平均透过率在80％以上，从而对器件光衰减的影响缩小。

D：

a、实验中我们所用液晶材料为联苯基系低分子混合液晶E7，其为四种向列相液晶按比例混合得到，这四种液晶重量比分别为51％的n-pentylcyanobiphenyl(5CB)，25％的n-hyptylcyanobiphenyl(7CB)，16％的n-octyloxyc yanobiphenyl(8CB)，及8％的n-pentylcyanoterphenyl(5CT)，其分子结构分别如下式所示：

E7的Δn＝0.2246，n_e＝1.7462，n_o＝1.5216；

液晶材料由德国Merck公司提供：

实验中采用聚合物单体是双酚A环氧丙烯酸脂，其结构式如下图所示：

选用的单体稀释剂是甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯具有非常好的降低黏度的作用，挥发度比较低，而且光固化速度也比较高。甲基丙烯酸甲酯的折射率为1.4142，结构式如下图所示：

在光源一定的情况下，光引发剂对PDLC体系能否发生聚合以及聚合速度起着决定性的影响。在本实验中我们采用由Jkchemical公司提供的1-羟基环己基苯基酮(Irgacure-184)作为光引发剂，它的最佳吸收范围250-310nm，分子结构式如下图所示：

b、在暗室中称取液晶、聚合物单体、适量稀释剂和光引发剂，混合溶液中液晶材料含量为73％，光引发剂含量为3.4％，聚合物单体和单体稀释剂含量为23.6％，单体和稀释剂材料比为1∶1，在遮光条件下加热、搅拌，把混合物加热到60°使其处于各向同性的状态下，再充分搅拌使其均匀混合；

c、将上述步骤中的混合材料在各向同性状态下注入到T型液晶槽中，当其降温至40～50℃，采用philips 300w的紫外光源，进行紫外光照射聚合诱导其相分离，光引发聚合的时间5分钟，聚合温度40℃。

在液晶含量为73％，光引发剂含量为3.4％，单体和稀释剂材料比为1∶1，固化温度为40℃的时候制备聚合物分散液晶材料，材料的阈值电压不到4V，最低光透过率为0.67％左右，电压的工作范围为2-35V。在这种条件下制备的材料能实现非常好的相分离、具有良好的电光特性，实验测得数据如表5所示。

表5：73％液晶、3.4％光引发剂、单体与稀释剂材料比为1∶1，在电场作用下的电光特性

所加电压(V)	0	3.4	29.9	31.6	32.7	33.3	34.4	35.4	36.6
所加电压(V)	0	3.4	29.9	31.6	32.7	33.3	34.4	35.4	36.6		光透过率(％)	0.67	0.69	76.3	78.2	79.07	81.24	83.61	85.34	87.2

E、衰减功能的实现：通过光纤调整架，将端面及侧面镀有ITO导电薄膜的光纤放入自对准光纤V型槽中对准，利用显微镜和红外成像仪对器件的耦合进行观测，当达到耦合要求时，用紫外胶固化法将光纤固定在硅衬底上；在电极结构上引出导线形成驱动电极；这样就实现了对光传输通路上的聚合物分散液晶材料施加一定电场的作用，测量的性能参数为：衰减范围14.68dB，插入损耗1.1dB，偏振相关损耗0.97dB。

Claims

1、MEMS液晶光衰减器阵列由单晶硅衬底(10)、入射光纤和出射光纤耦合阵列(5)、填充聚合物分散液晶材料的液晶微槽(4)组成，其特征在于：

a)在硅衬底上有自对准的V型槽阵列(1)，在包括V型槽阵列(1)在内的硅衬底(10)上依次淀积有二氧化硅层(3)和导电金属层(2)，其中二氧化硅层(3)起绝缘隔离作用，V型槽阵列(1)间的导电金属层(2)绝缘断开，形成驱动电极阵列；

b)在入射光纤和出射光纤阵列(5)的端面和侧面淀积有ITO透明导电薄膜，入射光纤和出射光纤(5)放置在硅衬底自对准的V型槽阵列(1)内，其端面和侧面的导电薄膜与淀积在硅衬底上的金属层(2)相连，与入射光纤和出射光纤相连的金属层断开，形成驱动电极的正负极电极对(7)；

c)在耦合的入射光纤与出射光纤(5)形成的光通路上，与入射光纤和出射光纤垂直方向的硅衬底上刻有矩型液晶微槽(4)，在矩型液晶微槽内填充有制备好的聚合物分散液晶材料(5)，镀有ITO透明导电薄膜的入射光纤和出射光纤耦合阵列的端面紧贴聚合物分散液晶材料，从而制备出MEMS液晶光衰减器阵列。

2、如权利要求1所述的MEMS液晶光衰减器阵列，其特征在于：矩型液晶微槽(4)内填充的聚合物分散液晶材料由占总重量30％～90％的液晶材料、5％～65％的聚合物单体与适量的稀释剂的混合物、1％～5％的光引发剂经充分搅拌后紫外固化而形成，其中聚合物单体与稀释剂的重量比为1∶5～5∶1。

3、如权利要求2所述的MEMS液晶光衰减器阵列，其特征在于：矩型液晶微槽(4)内填充的聚合物分散液晶材料由占总重量50％～90％的液晶材料、5％～45％的聚合物单体与适量稀释剂的混合物、1％～5％的光引发剂经充分搅拌后紫外固化而形成，其中聚合物单体与稀释剂的重量比为1∶3～3∶1。

4、如权利要求3所述的MEMS液晶光衰减器阵列，其特征在于：矩型液晶微槽(4)内填充的聚合物分散液晶材料由占总重量65％～90％的液晶材料、5％～30％的聚合物单体与适量稀释剂的混合物、1％～5％的光引发剂经充分搅拌后紫外固化而形成，其中聚合物单体与稀释剂的重量比为1∶2～2∶1。

5、如权利要求2-4任何一项所述的MEMS液晶光衰减器阵列，其特征在于：液晶材料是含有氧基联苯基、环己基、苯基、间二氢苯或氰基苯基的液晶混合物。

6、如权利要求2-4任何一项所述的MEMS液晶光衰减器阵列，其特征在于：聚合物单体为环氧丙烯酸酯或聚氨脂丙烯酸酯，单体稀释剂为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-羟丙酯、丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸甲氧基乙酯或甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、二缩丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三早基丙烯酸酯、1，6-己二醇二烯酸酯或甲基丙烯酸锌、甲基丙烯酸酰胺。

7、权利要求1所述MEMS液晶光衰减器阵列的制备方法，其步骤如下：

A、光纤自对准V型槽的制作：采用体硅微细加工技术，利用硅的结晶学特征，在单晶硅衬底(10)上，通过光刻、掩膜、刻蚀及采用各向异性湿法腐蚀技术制作出光纤自对准V型槽(1)；

B、导电电极的制作：在制作好光纤自对准V型槽(1)的硅衬底(10)上依次通过磁控溅射方法沉积SiO₂绝缘层(3)和金属层(2)，用酸腐蚀的方法将相邻V型槽(1)间的金属层(2)断开，制作出多通道电极阵列结构(7)；同时在入射光纤和出射光纤阵列(5)的端面和侧面通过磁控溅射来淀积ITO透明导电薄膜，使放入V型槽(1)中的光纤端面及侧面具有导电性，并与硅衬底(10)上制作的电极阵列结构(7)相连，在电极阵列结构(7)上引出导线形成驱动电极；

C、液晶微槽的制作：运用ICP于法刻蚀技术，在硅衬底上，位于入射光纤与出射光纤对接处，制作与光纤自对准V型槽相垂直的矩形液晶微槽(4)，同时制作出电极阵列结构(7)的金属电极对，再利用显微镜和红外成像仪对器件的耦合进行观测，当达到耦合要求时，用紫外胶固化法将入射光纤和出射光纤阵列(5)固定在V型槽阵列(1)内，使液晶光衰减结构和其光纤自对准结构集成为一体；

D、将液晶材料、聚合物单体、适量的单体稀释剂和光引发剂，在遮光条件下混合加热到60～80℃，使其处于各向同性的状态下，再充分搅拌使其均匀混合从而制备液晶、光引发剂和聚合物单体与稀释剂的混合溶液，即聚合物分散液晶材料，混合溶液中以重量比计算，液晶材料占30％～90％，预聚物与单体占5％～65％，其中预聚物与单体的比为1∶5～5∶1，光引发剂占1％～5％；将混合溶液在60～80℃条件下填入到矩形液晶微槽(4)中，当其降温至40～50℃时，进行紫外光照射，发生聚合反应诱导其相分离，从而聚合成液晶复合材料，紫外光源采用波长为300～500nm的水银灯，光引发聚合的时间为1～10分钟。