DE69938132T2

DE69938132T2 - Athermischer Wellenleitergitter-Multiplexer (AWG) mit Polymersegment, sowie entsprechendes Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE69938132T2
Application number: DE69938132T
Authority: DE
Inventors: Marc Moroni; Sophie Vallon
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 1999-09-28
Filing date: 1999-09-28
Publication date: 2009-03-05
Anticipated expiration: 2019-09-29
Also published as: CN1377473A; CA2385022A1; ATE386281T1; AU7578500A; EP1089098B1; JP2003510658A; US6574409B1; DE69938132D1; WO2001023928A1; EP1089098A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Wellenlängenmultiplexer und -demultiplexer zur Verwendung auf dem Gebiet der optischen Nachrichtentechnik und optischen Informationsverarbeitung und insbesondere auf einen athermalisierten Wellenlängenmultiplexer und -demultiplexer und ein Verfahren zur Herstellung derselben.
Computer- und Kommunikationssysteme stellen in zunehmendem Maße Anforderungen an die Nachrichtenverbindungs-Bandbreiten. Es ist allgemein bekannt, dass optische Fasern eine sehr viel höhere Bandbreite bieten als konventionelle koaxiale Verbindungsglieder. Weiterhin verwendet ein einziger optischer Kanal in einem Faser-Wellenleiter eine geringe Fraktion der verfügbaren Bandbreite der Faser. In optischen Wellenlängenmultiplex (WDM)-Kommunikationssystemen übertragen optische Mehrfach-Wellenlängenträger unabhängige Nachrichtenkanäle entlang einer einzigen optischen Faser. Durch Übertragung mehrerer Kanäle bei unterschiedlichen Wellenlängen in eine Faser wird die Bandbreitenkapazität einer optischen Faser effizient genutzt.
Faseroptisches Multiplexing und Demultiplexing wird seit nahezu einem Jahrzehnt unter Verwendung mehrerer in einem engen Zwischenraum angeordneten Wellenleitern, die mit einem Eingabekoppler in Verbindung stehen, erreicht. Die Ausgabe des Kopplers steht mit einem zweiten Koppler über ein optisches Raster in Verbindung, das aus einer Anordnung von optischen Wellenleitern besteht, die sich jeweils in ihrer Länge in Bezug auf den nächsten Nachbarn durch eine vorbestimmte feste Größe unterscheiden. Die Ausgaben des zweiten Kopplers bilden die Ausgaben der Multiplexing- und Demultiplexing-Vorrichtung. Wenn beim Betrieb mehrere separate und bestimmte Wellenlängen auf separate und bestimmte Eingabe-Ports der Vorrichtung angewandt werden, werden sie kombiniert und zum Ausgabe-Port übertragen. Die gleiche Vorrichtung kann auch eine Demultiplexing-Funktion durchführen, in der mehrere Eingabe-Wellenlängen zu einem vorherbestimmten der Eingabe-Ports der Apparatur geleitet werden, und jede der Eingabe-Wellenlängen von der anderen getrennt wird und zu einem vorherbestimmten der Ausgabe-Ports geleitet wird.
Das sich zwischen den Kopplern befindende Raster besteht aus mehreren Wellenleitern unterschiedlicher Längen, die in einer regelmäßigen Anordnung angeordnet sind. Wellenlängenmultiplexer und -demultiplexer erfordern eine präzise Kontrolle der Differenz der optischen Weglänge zwischen benachbarten Wellenleitern. Die Differenz der optischen Weglänge ist das Produkt des effektiven Brechungsindex des Grundtyps in dem Wellenleiter und der Differenz der physikalischen Weglänge zwischen benachbarten Wellenleitern. Der effektive Brechungsindex des Grundtyps in den Wellenleitern und die Differenzen der physikalischen Weglänge zwischen benachbarten Wellenleitern für derzeit erhältliche Wellenlängenmultiplexer und -demultiplexer sind beide typischerweise temperaturabhängig. In konventionellen integrierten optischen Multiplexer- und Demultiplexer-Vorrichtungen hat das Medium, das die regelmäßig angeordneten Wellenleiter bildet, eine deutliche Temperaturabhängigkeit, was Änderungen der zentralen Übertragungswellenlänge ergibt, die die Übertragungsbandbreite übersteigen können. Als Ergebnis induzieren Temperaturvariationen in dem gebräuchlichen Betriebstemperaturbereich (von etwa 0°C bis etwa 70°C) eine Wellenlängenverschiebung, die im Vergleich zu den typischen Genauigkeitsanforderungen (etwa 0,1 nm) in der Mittelkanalposition unannehmbar ist. Demgemäß werden verfügbare optische Multiplexer- und Demultiplexer-Vorrichtungen vom phasengesteuerten Anordnungstyp im Allgemeinen in einer temperaturgesteuerten Umgebung betrieben. Typischerweise sind Kontrollschaltkreise mit Heizelementen vorgesehen, um eine stabile Temperaturumgebung zu gewährleisten. Die Verwendung von Heizelementen zum Erreichen einer aktiven Athermalisierung ist jedoch unerwünscht, weil sie die Gesamtkosten, die Größe und die Komplexität der Vorrichtung erhöhen und beträchtliche Energie verbrauchen können.
Im Fall von konventionellen Wellenlängenmultiplexern mit einem phasengesteuerten optischen Raster, bestehend aus mehreren Siliciumdioxid-Wellenleitern und einem Siliciumdioxid-Überzug, hängt die Variation der Kanal-Wellenlänge als Funktion der Temperatur überwiegend von der positiven Variation des effektiven Brechungsindex der Wellenleiter als Funktion der Temperatur ab. Bei einem Versuch zur Kompensation der positiven Variation des Brechungsindex als Funktion der Temperatur für Materialien auf Siliciumdioxid-Basis wurden Polymer-Beschichtungsmaterialien mit einer negativen Variation des Brechungsindex als Funktion der Temperatur verwendet. Ein Problem bei dieser Anordnung besteht jedoch darin, dass, wenn die Temperatur variiert, die Differenz des Brechungsindex zwischen dem Kern und der Beschichtung variiert und im schlimmsten Fall Licht nicht in den Wellenleiter geleitet werden kann. Als Ergebnis sind optische Multiplexer/Demultiplexer-Vorrichtungen mit einem Raster vom phasengesteuerten Typ mit einer Polymer-Beschichtung zur Verwendung über einen breiten Bereich von Umgebungstemperaturen möglicherweise nicht geeignet. Ein anderes Problem bei dieser optischen Faserstruktur besteht darin, dass die Polymer-Beschichtung es noch schwieriger macht, optische Fasern mit den Eingabe-Ports der Vorrichtung zu verbinden.
Eine andere vorgeschlagene Ausführung zur Beibehaltung einer relativ konstanten Differenz der optischen Weglänge zwischen benachbarten Wellenleitern in einer phasengesteuerten Anordnung beinhaltet das Lokalisieren eines Polymers in einer dreieckigen Rille in der phasengesteuerten Anordnung. Eine solche Anordnung wurde in den Dokumenten EP-A-0919840 und EP-A-0907091 vorgeschlagen, die eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 offenbaren. Die Rille ist im Mittelpunkt der phasengesteuerten Anordnung bis zum Boden der Wellenleiter geätzt und mit einem Polymer, typischerweise einem Silikon-Polymer, gefüllt. Das Verhältnis der Differenz der optischen Weglänge zwischen benachbarten Wellenleitern in dem Siliciumdioxid-Bereich zu der Differenz der optischen Weglänge in der Rille kann so ausgewählt werden, dass die Variation der mittleren Kanal-Wellenlänge als Funktion der Temperatur aufgehoben oder wenigstens minimiert wird. Ein Vorteil der Rillenausführung, verglichen mit der Überzugsausführung, besteht darin, dass das Polymer in der Mitte der Vorrichtung angeordnet ist. Dies vermeidet das Problem, welches mit dem Verbinden von optischen Fasern, die eine Polymer-Beschichtung aufweisen, mit einer Vorrichtung verbunden ist. Phasengesteuerte Vorrichtungen, die eine mit Polymer gefüllte dreieckige Rille aufweisen, haben jedoch einen zusätzlichen Verlust von etwa 2 dB gegenüber phasengesteuerten Standard-Vorrichtungen. Es wird angenommen, dass der zusätzliche Verlust auf Freiraumfortpflanzung von Licht in die Rille zurückzuführen ist. Licht wird in die Eingabeseite der Wellenleiter der phasengesteuerten Anordnung geleitet, pflanzt sich frei in der Rille fort und wird nur teilweise durch die Ausgabe-Wellenleiter der phasengesteuerten Anordnung gesammelt. Der geschätzte zusätzliche Verlust für einen solchen Wellenleiter nimmt als Funktion der Weglänge in der Rille zu, die nicht konstant ist, sondern von der Anzahl der Wellenleiter in der phasengesteuerten Anordnung abhängt. Somit ist der Verlust bei den unterschiedlichen Wellenleitern nicht konstant, und es kann sich eine Kreuzkopplung ergeben.
Daher besteht weiterhin ein Bedarf an optischen Multiplexer/Demultiplexer-Vorrichtungen vom phasengesteuerten Typ, in denen die Differenz der optischen Weglänge zwischen benachbarten Wellenleitern in dem phasengesteuerten Bereich präziser gesteuert wird, um Wellenlängenverschiebungen auf ein annehmbares Maß zu minimieren, während auch der Energieverlust in den übertragenen Signalen minimiert wird, ohne dass aktive Temperatursteuerungsmittel wie Heizelemente verwendet werden.
Die Erfindung bezieht sich auf eine passiv athermalisierte optische Wellenleiter-Vorrichtung, die für das optische Wellenlängenmultiplexing und/oder -demultiplexing geeignet ist, wobei die positive Variation des effektiven Brechungsindex als Funktion der Temperatur in einem Wellenleiter mit einem Siliciumdioxid-Kern durch die negative Variation des effektiven Brechungsindex als Funktion der Temperatur in einem Polymer-Wellenleiterkern kompensiert wird, ohne dass ein unannehmbarer Verlust an Energie des optischen Signals eintritt.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung nach Anspruch 1.
Eine optische Wellenleiter-Vorrichtung schließt eine optische phasengesteuerte Anordnung ein, umfassend mehrere gekrümmte Wellenleiterkerne von unterschiedlicher Länge, die sich auf einem als Träger dienenden planaren Substrat befinden, in dem jeder Wellenleiterkern ein erstes Siliciumdioxid-Segment, ein zweites Siliciumdioxid-Segment und ein zentrales Polymersegment einschließt, das das erste Siliciumdioxid-Segment mit dem zweiten Siliciumdioxid-Segment verbindet, um einen durchgehenden Wellenleiterkern zu bilden. Das Verhältnis der Differenz der optischen Weglänge zwischen jedem Paar von benachbarten Wellenleiterkernen in den Siliciumdioxid-Segmenten zur Differenz der optischen Weglänge zwischen den benachbarten Wellenleiterkernen in den Polymer-Segmenten wird so ausgewählt, dass die Variation der Gesamtdifferenz der optischen Weglänge der Wellenleiter minimiert wird. Die Polymer-Segmente der Wellenleiterkerne haben eine negative Variation des Brechungsindex als Funktion der Temperatur, um die positive Variation des Brechungsindex der Siliciumdioxid-Wellenleiterkernsegmente als Funktion der Temperatur zu kompensieren, wodurch eine Verschiebung von Kanal-Wellenlängen aufgrund von Variationen der Betriebstemperatur in einem vorbestimmten Betriebstemperaturbereich verhindert wird.
In einem anderen Aspekt der Erfindung bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren nach Anspruch 18.
Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer passiv athermalisierten optischen Wellenleiter-Vorrichtung bereitgestellt. Ein planares Substrat ist vorgesehen, und eine Mehrzahl von benachbarten gekrümmten Siliciumdioxid-Wellenleiterkernen mit unterschiedlichen Längen wird auf dem planaren Substrat gebildet. Die Siliciumdioxid-Wellenleiterkerne werden mit einem Glasüberzug beschichtet, um eine optische phasengesteuerte Anordnung zu definieren. Wenigstens eine dreieckige Rille wird in einem zentralen Teil der optischen phasengesteuerten Anordnung zum planaren Substrat hin geätzt, um jeden Wellenleiterkern in ein erstes Siliciumdioxid-Wellenleiterkernsegment und ein zweites Siliciumdioxid-Wellenleiterkernsegment aufzuteilen, wobei das erste Siliciumdioxid-Wellenleiterkernsegment und das zweite Siliciumdioxid-Wellenleiterkernsegment durch einen freien Raum voneinander getrennt sind. Eine Mehrzahl bestimmter Polymer-Wellenleiterkernsegmente wird in der dreieckigen Rille gebildet, wobei jedes Polymer-Wellenleiterkernsegment ein erstes Siliciumdioxid-Wellenleiterkernsegment mit einem entsprechenden zweiten Siliciumdioxid-Wellenleiterkernsegment verbindet, so dass ein durchgehender Wellenleiterkern gebildet wird. Die Polymer-Wellenleiterkernsegmente können unter Bildung einer optischen phasengesteuerten Anordnung beschichtet werden, die eine Mehrzahl von benachbarten Wellenleitern umfasst. Die Ausmaße der Rille oder der Rillen, die die optische Weglänge der Polymer-Wellenleiterkernsegmente definiert bzw. definieren, sind so ausgewählt, dass das Verhältnis der Differenz der optischen Weglänge zwischen jedem Paar von benachbarten Wellenleiterkernen in den Siliciumdioxid-Segmenten zur Differenz der optischen Weglänge zwischen den benachbarten Wellenleiterkernen in den Polymer-Segmenten die Variation der Gesamtdifferenz der optischen Weglänge der benachbarten Wellenleiterkerne minimiert.
1 ist eine schematische Draufsicht einer phasengesteuerten Wellenlängenmultiplexer/Demultiplexer-Vorrichtung.
2 ist eine stark vergrößerte schematische Draufsicht eines Abschnitts der phasengesteuerten Wellenlängenmultiplexer/Demultiplexer-Vorrichtung von 1 mit einer dreieckigen Rille, die in der phasengesteuerten Anordnung lokalisiert ist.
3 ist eine schematische Schnittsansicht der Rille in der in 2 gezeigten phasengesteuerten Anordnung, die entlang der Linie III-III von 2 angefertigt wurde.
4 ist eine schematische Schnittsansicht der Rille in der in den 2 und 3 gezeigten phasengesteuerten Anordnung mit einer in der Rille abgeschiedenen Polymerschicht.
5 ist eine schematische Schnittsansicht, die ausgewählte Teile der in 4 gezeigten Polymerschicht zeigt, die bestrahlt wird, um bestimmte vernetzte Polymer-Wellenleiterkernsegmente zu bilden.
5A ist eine schematische Schnittsansicht, die den Rest der Rille über der in 5 gezeigten Polymerschicht zeigt, der mit einer Glas-Beschichtung gefüllt ist.
6 ist eine schematische Schnittsansicht der vernetzten Polymer-Wellenleiterkerne, die in einem ausgekerbten Abschnitt einer phasengesteuerten Anordnung von Siliciumdioxid-Wellenleitern ausgebildet sind, wie in 5 gezeigt ist, wobei das nicht gehärtete Polymermaterial entfernt wurde.
7 ist eine schematische Schnittsansicht, in der die in 6 gezeigten Polymer-Wellenleiterkernsegmente beschichtet sind, indem die Räume zwischen dem Rest der Rille mit Siliciumdioxid gefüllt sind, und
8 ist ein Diagramm des zusätzlichen Signalverlusts als Funktion des Brechungsindex für einen Verbundwellenleiter, der ein Polymersegment aufweist, das Siliciumdioxid-Segmente verbindet – wie in 5A –, verglichen mit einem Siliciumdioxid-Wellenleiter.
In 1 wird ein passiv athermalisierter Lichtwellenleiter-Schaltkreis 10 unter Verwendung einer optischen phasengesteuerten Anordnung gezeigt, die eine Mehrzahl von Wellenleitern 12 umfasst, die auf einem planaren Substrat 14 ausgebildet sind. Der hierin verwendete passiv athermalisierte Lichtwellenleiter-Schaltkreis bezieht sich auf eine Vorrichtung, in der die gesamten optischen Eigenschaften über einen vorherbestimmten Temperaturbereich relativ temperaturunabhängig sind (d. h. die Ausgabesignale aus der Vorrichtung hängen von den Eingabe-Signalen in die Vorrichtung ab und sind von der Temperatur unabhängig), und in der die Athermalisierung keinen Energieverbrauch zur Steuerung eines Heizelements benötigt.
Die in 1 veranschaulichte Vorrichtung ist ein Wellenlängenmultiplexer und/oder -demultiplexer, der wenigstens einen Eingabe-Wellenleiter 16, einen ersten Platten-Wellenleiter oder Koppler 18, einen phasengesteuerten Wellenleiter 24, der eine Mehrzahl von gekrümmten Wellenleitern 12 umfasst, einen zweiten Platten-Wellenleiter oder Koppler 20 und/oder wenigstens einen Ausgabe-Wellenleiter 22 einschließt.
Die Gruppierung von Wellenleitern 12 zwischen den Kopplern 18 und 20 ist in einer gekrümmten oder allgemein C-förmigen Konfiguration angeordnet, wobei die einzelnen Wellenleiter von den Kopplern weg auseinander gebreitet sind, um die Kreuzkopplung zu reduzieren. Der Scheitelpunkt der gekrümmten Struktur der Wellenleiter ist flach, wie in 2 ersichtlich ist. Jeder nachfolgende Wellenleiter stellt eine geometrische Weglänge bereit, die um eine konstante Größe ΔL länger ist als diejenige des Vorhergehenden. Die Mehrzahl der Wellenleiter liegt in einer asymmetrischen Anordnung vor, wobei jeder Wellenleiter drei Segmente umfasst, einschließlich eines ersten Segments 12A, das durch einen Siliciumdioxidkern definiert ist, eines zweiten Segments 12B, das durch einen Siliciumdioxidkern definiert ist, und eines dritten Segments 12C, das durch ein Polymerkernmaterial definiert ist. Die Länge des Polymerkernsegments 12C jedes Wellenleiters 12 ist so ausgewählt, dass Änderungen des effektiven Brechungsindex der Siliciumdioxid-Segmente 12A und 12B der Wellenleiter als Ergebnis von Temperaturfluktuationen durch Änderungen des effektiven Brechungsindex des Polymerkernabschnitts des Wellenleiters aufgehoben oder ausgeglichen werden.
Bei der in 1 gezeigten Vorrichtung ist die Differenz der optischen Weglänge 6 zwischen benachbarten Wellenleitern 12 in der phasengesteuerten Anordnung 24 das Produkt der mittleren Kanalwellenlänge (λ_m) und der Beugungsordnung (m). In dem Verbundwellenleiter 12, der erste und zweite Segmente, die durch einen Siliciumdioxidkern definiert sind, und ein zentrales Polymersegment einschließt, das das erste Siliciumdioxidkernsegment an das zweite Siliciumdioxidkernsegment koppelt, ist die Differenz der optischen Weglänge zwischen benachbarten Wellenleitern 12 die Summe der Produkte des effektiven Brechungsindex und der Differenz der geometrischen Weglänge jedes der Segmente. Diese Beziehung wird mathematisch wie folgt ausgedrückt: δ = ns·ΔLs + ng·ΔLg = ((1 – x)ns + xng)·ΔL,wobei n_s der effektive Brechungsindex der Wellenleiter-Segmente auf Siliciumdioxidbasis 12A und 12B ist, n_g der effektive Brechungsindex der Wellenleiter-Segmente auf Polymerbasis ist, ΔL_s die Differenz der geometrischen Weglänge zwischen den Segmenten auf Siliciumdioxidbasis benachbarter Wellenleiter ist und ΔL_g die Differenz der geometrischen Weglänge der Wellenleiter-Segmente auf Polymerbasis der benachbarten Wellenleiter ist. Die Gesamtdifferenz der geometrischen Weglänge (ΔL) von benachbarten Wellenleitern 12 ist gleich der Summe der Differenz der geometrischen Weglänge zwischen den Segmenten auf Siliciumdioxidbasis 12A und 12B der benachbarten Wellenleiter (ΔL_s) und der Summe der Differenz der geometrischen Weglänge in den Wellenleiter-Segmenten auf Polymerbasis (ΔL_g) von benachbarten Wellenleitern, und x das Verhältnis von ΔL_g zu ΔL ist.
Die Temperaturabhängigkeit der mittleren Kanalwellenlänge kann durch Differenzieren der obigen Gleichung bestimmt werden. Wünschenswerter Weise ist der effektive Brechungsindex (n_g) der Segmente auf Polymerbasis 12C der Wellenleiter 12 in etwa gleich dem Brechungsindex (n_s) der Segmente auf Siliciumdioxidbasis 12A und 12B der Wellenleiter 12. Durch Differenzieren der obigen Gleichung und unter Verwendung der Annäherung, dass n_g = n_s, kann die Temperaturabhängigkeit der mittleren Kanalwellenlänge wie folgt ausgedrückt werden: (1/λm)·(dλm/dT) = (1/δ)·(dδ/dT) = (1/ns)·((1 – x)(dns/dT) + x(dng/dT)) + α,wobei α der Wärmeausdehnungskoeffizient des Substrats 14 ist (da die Längenvariationen entlang eines Wellenleiters in erster Annäherung durch die Wärmeausdehnung des Substrats eingeführt werden. Das Verhältnis x kann so ausgewählt werden, dass dλ_m/dT für jeden der Wellenleiter 12 aufgehoben wird.
Die Wellenleiter 16 und 22, die Wellenleiter-Segmente 12A und 12B und die Koppler 18 und 20 umfassen typischerweise dotiertes Siliciumdioxid, das auf einem Silikon-Substrat z. B. durch photolithographische Techniken ausgestaltet wird. Als Alternative kann das Substrat 14 mit einer Siliciumdioxid- oder Silikon-Untercladding-Schicht (nicht gezeigt) beschichtet sein, und die Wellenleiterkerne können auf der Untercladding-Schicht ausgebildet sein. Das dotierte Siliciumdioxid wird auf dem Substrat 14 oder einer Untercladding-Schicht ausgebildet, um Wellenleiter und Koppler zu bilden, die einen Brechungsindex haben, der geringfügig höher ist als der des Substrats 14 oder der Unterclad-Schicht. Ein Überzug, typischerweise ein Silikatglas-Überzug, wird auf dem dotierten Siliciumdioxidkernmaterial, das auf dem Substrat 14 ausgebildet ist, abgeschieden. Der Überzug (in 1 nicht gezeigt) hat einen Brechungsindex, der geringfügig niedriger ist als der des dotierten Siliciumdioxidkernmaterials. Vorzugsweise hat der Überzug Eigenschaften, insbesondere optische Eigenschaften, wie einen Brechungsindex und eine Variation des Brechungsindex als Funktion der Temperatur, die mit denjenigen des Substrats 14 oder der Untercladding-Schicht in etwa identisch sind.
Ein Lichtwellenleiter-Schaltkreis des in 1 gezeigten Typs kann hergestellt werden, indem man eine Mehrzahl von benachbarten gekrümmten Siliciumdioxid-Wellenleiterkernen 12 unterschiedlicher Länge auf einem planaren Substrat 14 unter Verwendung wohlbekannter Technik bildet. Danach werden die Siliciumdioxid-Wellenleiterkerne mit einem Silikatglas-Überzug beschichtet. Die Wellenleiterkerne und der Überzug definieren eine optische phasengesteuerte Anordnung 24 von Wellenleitern. Die vorhergehenden Schritte, die unter Verwendung wohlbekannter Techniken durchgeführt werden können, ergeben eine konventionelle optische Vorrichtung, die gegenüber unannehmbaren Variationen der optischen Eigenschaften bei der Einwirkung von Temperaturfluktuationen innerhalb des normalen Umgebungstemperaturbereichs (z. B. 0°C bis 70°C) sehr empfindlich ist. In der vorliegenden Erfindung wird dann im Allgemeinen jedoch eine dreieckige Rille 26 in einen zentralen Bereich der phasengesteuerten Anordnung von Wellenleitern durch den Überzug und das Wellenleiterkernmaterial hindurch zum Substrat 14 hin geätzt.
In 2 wird eine vergrößerte schematische Draufsicht eines Bereichs einer phasengesteuerten Wellenlängenmultiplexer/Demultiplexer-Vorrichtung gezeigt, in die eine im Allgemeinen dreieckige Rille 26 geätzt wurde. Der in 2 erläuterte Bereich entspricht grob dem Bereich, der in 1 von der gestrichelten Linie 25 umgeben ist. Wie in 2 angegeben ist, ist die im Allgemeinen dreieckige Rille abgestuft, so dass gegenüberliegende Flächen bereitgestellt werden, die in Bezug auf die Symmetrielinie der phasengesteuerten Anordnung von Wellenleitern 12 symmetrisch angeordnet sind. 3 ist eine schematische partielle Schnittansicht der im Allgemeinen dreieckigen Rille, wie entlang der Linien III-III von 2 ersichtlich ist. Die Rille 26 teilt jeden der Wellenleiter 12 in separate Segmente 12A und 12B, wobei jedes der Segmente nach dem Ätzen der Rille 26 anfänglich durch einen freien Raum getrennt ist.
Nachdem die abgestufte dreieckige Rille geätzt worden ist, werden die ungehärteten Polymer-Wellenleiterkernsegmente 12C abgeschieden, um den freien Raum zwischen dem ersten Siliciumdioxid-Segment 12A und dem zweiten Siliciumdioxid-Segment 12B zu überbrücken, so dass mehrere Verbundwellenleiter erzeugt werden, wie nachstehend beschrieben wird. Die Polymer-Wellenleiterkernsegmente 12C haben einen Brechungsindex, der, wenn dieselben gehärtet sind, mit dem Brechungsindex der Siliciumdioxid-Wellenleiterkernsegmente 12A und 12B in etwa identisch ist und der höher ist als der Brechungsindex des darunter liegenden Substrats und des darunter liegenden Überzugs. Die Polymer-Wellenleiterkernsegmente sind beschichtet, um eine optische phasengesteuerten Anordnung zu definieren, die eine Mehrzahl von benachbarten Wellenleitern umfasst. Die Längen der Polymersegmente 12C sind so ausgewählt, dass das Verhältnis der Differenzen der optischen Weglänge zwischen jedem Paar benachbarter Wellenleiterkerne in den Siliciumdioxidsegmenten zu der Differenz der optischen Weglänge zwischen benachbarten Wellenleiterkernen in den Polymersegmenten die Variation der Gesamtdifferenz der optischen Weglänge der benachbarten Wellenleiterkerne bei Temperaturänderungen minimiert. Die Polymer-Wellenleiterkernsegmente 12C dienen zwei Funktionen. Erstens haben die Polymersegmente 12C eine negative Variation des Brechungsindex als Funktion der Temperatur, um die positive Variation der Siliciumdioxid-Wellenleiterkernsegmente 12A und 12B auszugleichen, wodurch eine von der Temperatur unabhängige konstante Kanalwellenlänge beibehalten wird. Zweitens leiten die Polymersegmente 12C Lichtsignale von den Siliciumdioxidsegmenten 12A zu entsprechenden Siliciumdioxidsegmenten 12B, wodurch die freie Fortpflanzung von Licht eliminiert wird und der Verlust von Signalenergie reduziert wird.
Nachdem die Rille 26 durch den Überzug 28 zum Substrat 14 hin geätzt worden ist, werden Flächen 30 (3) des Überzugs 28 und der Wellenleiterkerne 12A und 12B freigelegt. Die Polymerabschnitte 12C der Wellenleiterkerne können unter Verwendung einer Vielzahl von Techniken hergestellt werden. Gemäß einer ersten Technik wird die Rille mit einer Polymerschicht gefüllt, die die gleiche Höhe hat wie die der Siliciumdioxidkerne 12A und 12B. 4 zeigt eine partielle Schnittansicht entlang der Linie III-III von 2, nachdem die Rille mit der Polymerschicht 32 bis zur Höhe des Siliciumdioxidkerns 12A gefüllt worden ist. Die Polymerabschnitte 12C der Wellenleiterkerne haben einen Brechungsindex, der höher ist als derjenige des umgebenden Überzugs. Die Polymerabschnitte 12C der Wellenleiterkerne werden durch Bestrahlung ausgewählter Anteile der Polymerschicht 32 durch eine Maske 34 hergestellt. Demgemäß ist die Polymerschicht 32 ein UV-härtbares Polymer, wie nachstehend beschrieben ist, das einen Brechungsindex hat, der mit dem Härtungsgrad zunimmt. Die Polymerschicht 32 wird mit ausreichender Ultraviolettstrahlung 35 durch die Maske 34 bestrahlt, um Polymer-Wellenleiterkernsegmente 12C zu bilden, die zu entsprechenden Kernsegmenten 12A und 12B hin ausgerichtet sind und dieselben überbrücken. Die Kerne 12C haben einen Brechungsindex, der in ausreichender Weise höher ist als der von benachbarten ungehärteten Anteilen 36 der Polymerschicht 32, so dass Licht primär entlang der Kerne 12C geführt wird, wenn Licht die Lücke zwischen den Siliciumdioxid-Wellenleiterkernen 12A und 12B überquert. Danach wird der Rest der Rille mit einer Siliciumdioxidschicht 38 gefüllt (5A). Die Siliciumdioxidschicht 38 wird vorzugsweise bei einer niedrigen Temperatur abgeschieden, wie unter Verwendung von PECVD, um eine Beschädigung der Polymerkernsegmente 12C zu verhindern.
In einem alternativen Herstellungsverfahren können, nachdem die Polymer-Wellenleiterkernsegmente 12C mittels UV-Bestrahlung durch die Maske 34 gebildet wurden, ungehärtete Anteile 36 der Polymerschicht 32 mit einem Lösungsmittel gelöst werden. Geeignete Lösungsmittel umfassen verschiedene organische Lösungsmittel, wie aliphatische, cycloaliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe. 6 ist eine partielle Schnittansicht, die gehärtete Wellenleiterkernsegmente 12C zeigt, welche zurückbleiben, nachdem ungehärtete Anteile 36 der Polymerschicht 32 durch Lösen in einem Lösungsmittel entfernt wurden. Danach wird der restliche Anteil der Rille mit einer Siliciumdioxidschicht 38' gefüllt, wie in 7 gezeigt ist. Die Siliciumdioxidschicht 38' wird vorzugsweise bei einer niedrigen Temperatur abgeschieden, wie durch die Verwendung von PECVD, um eine Beschädigung der Wellenleiterkernsegmente 12C zu verhindern.
Die Polymertypen, die zur Bildung der Polymer-Wellenleiterkernsegmente 12C verwendet werden können, umfassen (a) Polymere mit einer Glasübergangstemperatur (T_g) von höher als 70°C, einer Variation des Brechungsindex als Funktion der Temperatur (d_n/dT) in der Größenordnung von etwa –10^–4/°C (z. B. von etwa –5 × 10^–5 bis etwa –2 × 10^–4/°C) und (b) Polymere mit einer T_g von weniger als 0°C und einer Variation des Brechungsindex als Funktion der Temperatur (d_n/dT) in der Größenordnung von etwa –3 × 10^–4/°C (z. B. von etwa –1 × 10^–4 bis etwa –6 × 10^–4/°C).
Beispiele für geeignete Polymere, die zur Herstellung von Polymer-Wellenleiterkernsegmenten 12C verwendet werden können, umfassen Copolymere, die fluorierte Monomere einschließen, wobei die fluorierten Monomere vorzugsweise aus Vinyl-, Acryl-, Methacryl- und/oder Allyl-Monomeren ausgewählt sind. Die aus fluorierten Monomeren hergestellten Copolymere werden vorzugsweise unter Verwendung eines radikalischen Verfahrens (thermisch induziert oder photoinduziert) synthetisiert. Beispiele für geeignete Polymermaterialien zur Herstellung der Polymer-Wellenleiterkernsegmente 12C sind Copolymere, die aus etwa 15 Gew.-% bis etwa 70 Gew.-% Pentafluorstyrol und etwa 30 Gew.-% bis etwa 85 Gew.-% Trifluorethylmethacrylat hergestellt werden.
Das zur Herstellung der Polymer-Wellenleiterkernsegmente 12C verwendete Polymermaterial kann difunktionelle Monomere, wie ein difunktionelles Methacrylat-Epoxy-Monomer, z. B. Glycidylmethacrylat, enthalten. Das difunktionelle Methacrylat-Epoxy-Monomer erleichtert die Vernetzung der Copolymere. Die zur Herstellung der Polymer-Wellenleiterkernsegmente 12C verwendeten Polymere können auch Haftvermittler, wie Glycidyloxypropyltrimethoxysilan oder Mercaptopropyltrimethoxysilan, enthalten.
Das zur Herstellung der Polymer-Wellenleiterkernsegmente 12C verwendete Polymer wird so ausgewählt, dass sich ein Brechungsindex ergibt, der eng an denjenigen der Siliciumdioxid-Wellenleiterkernsegmente 12A und 12B angepasst ist. 8 zeigt, dass um den über den zusätzlichen Verlust unterhalb von 0,1 dB zu halten, der Polymerindex innerhalb eines Bereiches von 1,446 ± 0,004 im Betriebstemperaturbereich gehalten werden muss. Für Polymere mit d_n/dT in der Größenordnung von –10^–4/°C beträgt die Variation des Brechungsindex zwischen 0°C und 70°C 0,007. Somit können Polymere mit einer T_g oberhalb des Betriebstemperaturbereichs zur Bildung von Verbund-Wellenleiterkernen verwendet werden, die ein Polymer-Wellenleiterkernsegment aufweisen, das Siliciumdioxid-Wellenleiterkernsegmente verbindet, und die einen geringen Verlust an Signalenergie aufweisen.
Beispiele
Beispiel 1
UV-Bestrahlung
Das erste Verfahren zur Erzeugung von Wellenleitern in der Rille nutzt die Empfindlichkeit des Polymerindex gegenüber UV-Strahlung aus. In den meisten Polymeren induziert UV-Strahlung bei geeigneten Wellenlängen ein Brechen der Bindung, gefolgt von einer Vernetzung, was den Brechungsindex erhöht. Dies ist bei der Familie von Copolymeren, die für das Beschichten formuliert wurden, der Fall [1, 2]: Tabelle 1 zeigt die Zunahme der UV-induzierten Index für ein Copolymer dieser Familie (60 Gew.-% Pentafluorstyrol, 30 Gew.-% Trifluorethylmethacrylat und 10 Gew.-% Glycidylmethacrylat). Der Brechungsindex bei 1550 nm wurde mit einem Metricon-Pismakoppler auf einem 5 μm dicken Film auf Silikon gemessen.
Die Probe wurde einer UV-Bestrahlung mit einer H-Lampe (Maximum bei 240–320 nm) unterzogen, die eine Energie von ca. 270 J/cm² pro Durchgang lieferte.
Messungen wurden an verschiedenen Stellen der Probe vor der Bestrahlung, nach der Bestrahlung (10 und 20 Durchgänge) und nach 16 Stunden unter normalen Bedingungen durchgeführt.
Tabelle 1: Index bei 1550 nm für ein Polymer vor und nach der UV-Bestrahlung und Standardabweichung (SD) für die an 10 Stellen auf der Probe durchgeführten Messungen

wie abgeschieden nach 10 Durchgängen nach 20 Durchgängen 20 Durchgänge + 16 Stunden

N (1550 nm) 1,4477 1,4520 1,4552 1,4553

Index SD 0,0001 0,0005 0,0013 0,0009
Die Indexzunahme nach 20 Durchgängen (+0,008 ± 0,001) ist mit der Indexdifferenz zwischen den Kern- und Überzugsmaterialien in der derzeitigen LOC-Technologie (0,01) vergleichbar.
Das vorgeschlagene Verfahren zur Erzeugung von Wellenleitern in der Rille besteht aus Folgendem:

a) Ätzen einer im Allgemeinen dreieckigen Rille durch den Überzug und die Wellenleiter, welche auf einem Substrat ausgebildet sind,
b) Abscheiden einer Polymerschicht der gleichen Dicke wie derjenigen der Wellenleiterkernschicht in der Rille,
c) Bestrahlung des Polymers durch eine Maske, um den Brechungsindex in der Fortsetzung der "Eingabe"- und "Ausgabe"-Wellenleiter zu erhöhen,
d) Füllen der Rille mit einem Material, das dem Substrat ähnlich ist, um die neu gebildeten Wellenleiter zu beschichten.

Das Verfahren umfasst die gleichmäßige Änderung des Brechungsindex des Polymers durch eine Tiefe von 6 μm. Das UV-Licht wird durch das Polymer, das einen niedrigen Absorptionskoeffizienten hat, gleichmäßig absorbiert. Der Absorptionskoeffizient ist jedoch nicht zu niedrig, um eine Bestrahlung zur Erhöhung des Index zu bewirken.
Direkte Lithographie
Das zweite Verfahren zur Bildung von Wellenleitern innerhalb der Rille nutzt die Löslichkeit des nicht vernetzten Polymers und die Unlöslichkeit des vernetzten Polymers aus. Ein direktes Lithographie-Verfahren für Polymer-Wellenleiter kann wie folgt auf die Rillenausführung angewandt werden:

a) Ätzen der im Allgemeinen dreieckigen Rille durch beschichtete Wellenleiter, die auf einem Substrat ausgebildet sind,
b) Abscheiden einer Polymerschicht, die ein lichtempfindliches Härtungsmittel enthält, in der Rille mit der gleichen Dicke wie derjenigen der Kernschicht, mit einem für ein Kernmaterial geeigneten Brechungsindex,
c) Bestrahlung des Polymers durch eine Maske, um das nicht maskierte Polymer in der Fortsetzung der "Eingabe"- und "Ausgabe"-Wellenleiter zu vernetzen,
d) Lösen des nicht vernetzten Polymers,
e) Füllen der Rille mit einem Material, das dem Substrat ähnlich ist, um die neu gebildeten Wellenleiter zu beschichten.

Claims

Temperaturkompensierte Lichtwellenleiter-Schaltkreisvorrichtung, umfassend: – ein planares Substrat (14); – ein optisches phasengesteuertes Feld (24) mit einer Menge von gekrümmten Wellenleiterkernen verschiedener Länge, die sich auf dem als Träger dienenden Substrat (14) befinden; – eine Rille (26) in einem dreieckigen Abschnitt eines zentralen Teils des optischen phasengesteuerten Felds (24), die jeden der Wellenleiterkerne in ein erstes Siliciumoxid-Kernsegment (12A) und ein zweites Siliciumoxid-Kernsegment (12B) aufteilt; – eine Polymerschicht (32) in der Rille (26); dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerschicht (32) ein Feld von benachbarten unterschiedlichen zentralen Polymerwellenleiterkernsegmenten (12C) umfasst, wobei jedes Polymerwellenleiterkernsegment (12C) eines der ersten Siliciumoxid-Kernsegmente (12A) an eines der zweiten Siliciumoxid-Kernsegmente (12B) koppelt, so dass ein durchgehender Wellenleiterkern (12) entsteht; wobei Paare von benachbarten der durchgehenden Wellenleiterkerne (12) eine Differenz der optischen Weglänge aufweisen, die das Produkt aus einer mittleren Kanalwellenlänge (λ_m) und einer Beugungsordnung (m) ist; und wobei – das Polymermaterial, das die Polymerwellenleiterkernsegmente (12C) bildet, und – das Verhältnis der Differenz der optischen Weglänge zwischen jedem der Paare von benachbarten der Menge von Wellenleiterkernen in dem ersten Siliciumoxid-Wellenleiterkernsegment (12A) und dem zweiten Siliciumoxid-Wellenleiterkernsegment (12B) zu der Differenz der optischen Weglänge zwischen den benachbarten Polymersegmenten (12C) dergestalt sind, dass temperaturinduzierte Variationen der Gesamtdifferenz der optischen Weglänge der Lichtwege minimiert werden.
Lichtwellenleiter-Schaltkreisvorrichtung gemäß Anspruch 1, die weiterhin ein Overclad (28) umfasst, das einen Brechungsindex aufweist und die Siliciumoxid-Kernsegmente (12A, 12B) und die Polymerkernsegmente (12C) umhüllt, wobei das benachbarte darunterliegende Substrat (14) oder die Underclad-Schicht und das Overclad (28) jeweils einen Brechungsindex haben, der niedriger ist als die Brechungsindices der Siliciumoxid-Kernsegmente (12A, 12B) und der Polymerkernsegmente (12C).
Lichtwellenleiter-Schaltkreisvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Polymerkernsegmente (12C) aus einem Polymermaterial bestehen, das eine Glasübergangstemperatur von über 70°C und eine Variation des Brechungsindex als Funktion der Temperatur in der Größenordnung von –10^–4/°C aufweist.
Lichtwellenleiter-Schaltkreisvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die Polymerkernsegmente (12C) aus einem Polymermaterial bestehen, das eine Variation des Brechungsindex als Funktion der Temperatur in der Größenordnung von etwa –5 × 10^–5 bis –2 × 10^–4/°C aufweist.
Lichtwellenleiter-Schaltkreisvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Polymerkernsegmente (12C) aus einem Polymermaterial bestehen, das eine Glasübergangstemperatur von unter 0°C und eine Variation des Brechungsindex als Funktion der Temperatur in der Größenordnung von etwa –3 × 10^–4/°C aufweist.
Lichtwellenleiter-Schaltkreisvorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei die Polymerkernsegmente (12C) aus einem Polymermaterial bestehen, das eine Variation des Brechungsindex als Funktion der Temperatur von etwa –10^–4 bis –6 × 10^–4/°C aufweist.
Lichtwellenleiter-Schaltkreisvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Polymerkernsegmente (12C) aus einem Material bestehen, das ein Copolymer umfasst, welches aus fluorierten Monomeren hergestellt ist.
Lichtwellenleiter-Schaltkreisvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Polymerkernsegmente (12C) aus einem Material bestehen, das ein Copolymer von fluorierten Vinyl-, Acryl-, Methacryl- und/oder Allylmonomeren umfasst.
Lichtwellenleiter-Schaltkreisvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei das Copolymer aus Pentafluorstyrol und Trifluorethylmethacrylat hergestellt ist.
Lichtwellenleiter-Schaltkreisvorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei das Copolymer aus etwa 15 bis etwa 70 Gew.-% Pentafluorstyrol und etwa 85 bis etwa 30 Gew.-% Trifluorethylmethacrylat hergestellt ist.
Lichtwellenleiter-Schaltkreisvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Polymerkernsegmente (12C) aus einem Polymermaterial bestehen, das ein Copolymer von fluorierten Vinyl-, Acryl-, Methacryl- und/oder Allylmonomeren und difunktionellen Monomeren umfasst.
Lichtwellenleiter-Schaltkreisvorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei die difunktionellen Monomere Methacrylat-Epoxy-Monomere sind.
Lichtwellenleiter-Schaltkreisvorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei das Polymermaterial weiterhin einen Haftvermittler umfasst.
Lichtwellenleiter-Schaltkreisvorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei es sich bei dem Haftvermittler um Glycidoxypropyltrimethoxysilan oder Mercaptopropyltrimethoxysilan handelt.
Lichtwellenleiter-Schaltkreisvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Polymerschicht (32) dieselbe Höhe hat wie die Siliciumoxid-Kernsegmente.
Lichtwellenleiter-Schaltkreisvorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei die Polymerschicht (32) gehärtete Teile, die die zentralen Kernsegmente (12C) bilden, und ungehärtete Teile (36), um Licht entlang der gehärteten Teile zu leiten, aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines temperaturkompensierten Lichtwellenleiter-Schaltkreises, umfassend die Abfolge der folgenden Schritte: – Bereitstellen eines planaren Substrats (14); – Bilden einer Menge von gekrümmten Siliciumoxid-Wellenleiterkernen verschiedener Länge auf dem planaren Substrat (14); – Beschichten der Menge von gekrümmten Siliciumoxid-Wellenleiterkernen mit einem Siliciumoxid-Overclad (28), wobei die Menge der gekrümmten Siliciumoxid-Wellenleiterkerne und das Siliciumoxid-Overclad (28) ein op tisches phasengesteuertes Feld (24) definieren, wobei das optische phasengesteuerte Feld (24) einen zentralen Teil aufweist; – Bilden einer dreieckigen Rille (26) in einem dreieckigen Abschnitt des zentralen Teils des optischen phasengesteuerten Felds (24), die sich bis hinunter auf das planare Substrat (14) erstreckt und dadurch jeden der Menge der gekrümmten Siliciumoxid-Wellenleiterkerne in ein erstes Siliciumoxid-Kernsegment (12A) und ein zweites Siliciumoxid-Kernsegment (12B) aufteilt, wobei jedes der ersten Siliciumoxid-Kernsegmente (12A) und der zweiten Siliciumoxid-Kernsegmente (12B) durch die Rille (26) voneinander getrennt sind; – Abscheiden einer Polymermaterialschicht (32) in die Rille (26); – Bilden einer Menge von benachbarten unterschiedlichen Polymerwellenleiterkernsegmenten (12C) in der Polymerschicht (32), wobei jedes Polymerwellenleiterkernsegment (12C) eines der ersten Siliciumoxid-Kernsegmente (12A) an eines der zweiten Siliciumoxid-Kernsegmente (12B) koppelt, so dass ein durchgehender Wellenleiterkern (12) entsteht; wobei Paare von benachbarten der durchgehenden Wellenleiterkerne (12) eine Differenz der optischen Weglänge aufweisen, die das Produkt aus einer mittleren Kanalwellenlänge (λ_m) und einer Beugungsordnung (m) ist; und wobei – das Polymermaterial, das die Polymerwellenleiterkernsegmente (12C) bildet, und – das Verhältnis der Differenz der optischen Weglänge zwischen jedem der Paare von benachbarten der Menge von Wellenleiterkernen in dem ersten Siliciumoxidsegment (12A) und dem zweiten Siliciumoxidsegment (12B) zu der Differenz der optischen Weglänge zwischen den benachbarten Polymersegmenten (12C) so gewählt werden, dass temperaturinduzierte Variationen der Gesamtdifferenz der optischen Weglänge der Lichtwege minimiert werden.
Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei das Bilden der Menge von Polymerkernsegmenten (12C) innerhalb des Polymermaterials das selektive Vernetzen von Teilen des Polymermaterials umfasst, so dass Polymerkernsegmente (12C) entstehen, die einen Brechungsindex aufweisen, der höher ist als in benachbarten Bereichen des Polymermaterials, die nicht vernetzt wurden.
Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei das Bilden der Menge von Polymerkernsegmenten (12C) innerhalb des Polymermaterials das selektive Vernetzen von Teilen des Polymermaterials, das Auflösen von ungehärteten Teilen und das Auffüllen der aufgelösten Teile mit einer Siliciumoxidschicht (38') umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 18, wobei die Polymerkernsegmente (12C) durch Bestrahlen des Polymermaterials mit ultravioletter Strahlung (35) vernetzt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei die Polymerkernsegmente (12C) aus einem Polymermaterial bestehen, das eine Glasübergangstemperatur von über 70°C und eine Variation des Brechungsindex als Funktion der Temperatur in der Größenordnung von –10^–4/°C aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei die Polymerkernsegmente (12C) aus einem Polymermaterial bestehen, das eine Variation des Brechungsindex als Funktion der Temperatur in der Größenordnung von etwa –5 × 10^–5 bis –2 × 10^–4/°C aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei die Polymerkernsegmente (12C) aus einem Polymermaterial bestehen, das eine Glasübergangstemperatur von unter 0°C und eine Variation des Brechungsindex als Funktion der Temperatur in der Größenordnung von etwa –3 × 10^–4/°C aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei die Polymerkernsegmente (12C) aus einem Polymermaterial bestehen, das eine Variation des Brechungsindex als Funktion der Temperatur von etwa –10^–4 bis –6 × 10^–4/°C aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei die Polymerkernsegmente (12C) aus einem Material bestehen, das ein Copolymer umfasst, welches aus fluorierten Monomeren hergestellt ist.
Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei die Polymerkernsegmente (12C) aus einem Material bestehen, das ein Copolymer von fluorierten Vinyl-, Acryl-, Methacryl- und/oder Allylmonomeren umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 26, wobei das Copolymer aus Pentafluorstyrol und Trifluorethylmethacrylat hergestellt ist.
Verfahren gemäß Anspruch 26, wobei das Copolymer aus etwa 15 bis etwa 70 Gew.-% Pentafluorstyrol und etwa 85 bis etwa 30 Gew.-% Trifluorethylmethacrylat hergestellt ist.
Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei die Polymerkernsegmente (12C) aus einem Polymermaterial bestehen, das ein Copolymer von fluorierten Vinyl-, Acryl-, Methacryl- und/oder Allylmonomeren und difunktionellen Monomeren umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 29, wobei die difunktionellen Monomere Methacrylat-Epoxy-Monomere sind.
Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei das Polymermaterial weiterhin einen Haftvermittler umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 31, wobei es sich bei dem Haftvermittler um Glycidoxypropyltrimethoxysilan oder Mercaptopropyltrimethoxysilan handelt.