FR3066614B1 - METHOD FOR MANUFACTURING AN OPTICAL DEVICE - Google Patents
METHOD FOR MANUFACTURING AN OPTICAL DEVICE Download PDFInfo
- Publication number
- FR3066614B1 FR3066614B1 FR1754320A FR1754320A FR3066614B1 FR 3066614 B1 FR3066614 B1 FR 3066614B1 FR 1754320 A FR1754320 A FR 1754320A FR 1754320 A FR1754320 A FR 1754320A FR 3066614 B1 FR3066614 B1 FR 3066614B1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- trench
- mirror
- waveguide
- optical device
- refractive index
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/12002—Three-dimensional structures
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
- B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
- B29D11/00663—Production of light guides
- B29D11/00682—Production of light guides with a refractive index gradient
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4214—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element having redirecting reflective means, e.g. mirrors, prisms for deflecting the radiation from horizontal to down- or upward direction toward a device
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B2006/12083—Constructional arrangements
- G02B2006/12104—Mirror; Reflectors or the like
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ophthalmology & Optometry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
L'invention concerne un procédé de fabrication d'un dispositif optique (20) dans une plaque en verre (23) comprenant un guide d'onde (24) dont une extrémité (24A) est dirigée vers un miroir (26), ce procédé comprenant les étapes successives suivantes : former une première tranchée selon le dessin du guide d'onde (24) à former et une deuxième tranchée (28), la première tranchée ayant une extrémité débouchant sur la deuxième tranchée (28) ; traiter à l'acide fluorhydrique ; recouvrir d'une couche réflectrice (26) la paroi (28A) de la deuxième tranchée (28) opposée au débouché de la première tranchée ; remplir la première tranchée d'un matériau ayant un indice différent de celui du verre ; et déposer une couche d'encapsulation (29).The invention relates to a method of manufacturing an optical device (20) in a glass plate (23) comprising a waveguide (24), one end (24A) of which is directed towards a mirror (26). comprising the following successive steps: forming a first trench according to the drawing of the waveguide (24) to be formed and a second trench (28), the first trench having one end opening on the second trench (28); treat with hydrofluoric acid; covering with a reflective layer (26) the wall (28A) of the second trench (28) opposite the outlet of the first trench; fill the first trench with a material having an index different from that of the glass; and depositing an encapsulation layer (29).
Description
PROCEDE DE FABRICATION D'UN DISPOSITIF OPTIQUEMETHOD FOR MANUFACTURING AN OPTICAL DEVICE
DomaineField
La présente demande concerne un procédé de fabrication d'un dispositif optique et plus particulièrement un procédé de fabrication d'un dispositif optique comprenant un guide d'onde et un miroir.The present application relates to a method of manufacturing an optical device and more particularly to a method of manufacturing an optical device comprising a waveguide and a mirror.
Exposé de l'art antérieurPresentation of the prior art
Des signaux optiques peuvent être utilisés pour transmettre des données. Des dispositifs optiques, comme celui présenté en relation avec la figure 1, permettent de faire la liaison entre une fibre optique et un ou plusieurs circuits de traitement de signaux optiques.Optical signals can be used to transmit data. Optical devices, such as the one presented in connection with FIG. 1, enable the connection between an optical fiber and one or more optical signal processing circuits.
La figure 1 est une vue en coupe d'un dispositif optique 10 adapté à transmettre un faisceau lumineux 12 d'une fibre optique à un circuit de traitement de signaux optiques. Le dispositif 10 est réalisé dans une plaque en verre 13, et comprend un guide d'onde 14 et un miroir 16. Le guide d'onde 14 est adapté à recevoir le faisceau lumineux 12 et à le guider vers le miroir 16. Le guide d'onde 14 est réalisé par gravure sur la face supérieure de la plaque 13. Le miroir 16 est disposé à l'extrémité du guide d'onde 14 et est incliné pour diriger le faisceau lumineux 12 dans une direction sensiblement orthogonale à la surface principale de la plaque 13, par exemple en direction d'un circuit de traitement de signaux optiques disposé au-dessus de la plaque 13. Le dispositif 10 comprend en outre une couche d'encapsulation 17 qui recouvre la face supérieure du guide d'onde 14, la face supérieure du miroir 16 et la face supérieure accessible de la plaque 13.Figure 1 is a sectional view of an optical device 10 adapted to transmit a light beam 12 of an optical fiber to an optical signal processing circuit. The device 10 is made in a glass plate 13, and comprises a waveguide 14 and a mirror 16. The waveguide 14 is adapted to receive the light beam 12 and to guide it towards the mirror 16. The guide The mirror 16 is disposed at the end of the waveguide 14 and is inclined to direct the light beam 12 in a direction substantially orthogonal to the main surface. of the plate 13, for example in the direction of an optical signal processing circuit disposed above the plate 13. The device 10 further comprises an encapsulation layer 17 which covers the upper face of the waveguide 14 , the upper face of the mirror 16 and the accessible upper face of the plate 13.
On propose ici un procédé améliorant les performances du dispositif guide d'onde/miroir et minimisant le nombre d'étapes de fabrication. RésuméThere is provided here a method improving the performance of the waveguide / mirror device and minimizing the number of manufacturing steps. summary
Ainsi, un mode de réalisation prévoit un procédé de fabrication d'un dispositif optique dans une plaque en verre comprenant un guide d'onde dont une extrémité est dirigée vers un miroir, ce procédé comprenant les étapes successives suivantes : former une première tranchée selon le dessin du guide d'onde à former et une deuxième tranchée, la première tranchée ayant une extrémité débouchant sur la deuxième tranchée ; traiter à l'acide fluorhydrique ; recouvrir d'une couche réflectrice la paroi de la deuxième tranchée opposée au débouché de la première tranchée ; remplir la première tranchée d'un matériau ayant un indice de réfraction différent de celui du verre ; et déposer une couche d'encapsulation.Thus, an embodiment provides a method of manufacturing an optical device in a glass plate comprising a waveguide, one end of which is directed towards a mirror, which method comprises the following successive steps: forming a first trench according to the drawing of the waveguide to be formed and a second trench, the first trench having one end opening on the second trench; treat with hydrofluoric acid; cover with a reflective layer the wall of the second trench opposite the outlet of the first trench; filling the first trench with a material having a refractive index different from that of the glass; and depositing an encapsulation layer.
Selon un mode de réalisation, la première tranchée et la deuxième tranchée sont formées par gravure laser.According to one embodiment, the first trench and the second trench are formed by laser etching.
Selon un mode de réalisation, le laser est un laser à impulsions dont la durée des impulsions est comprise entre 2 et 500 femtosecondes.According to one embodiment, the laser is a pulsed laser whose pulse duration is between 2 and 500 femtoseconds.
Selon un mode de réalisation, le miroir est incliné par rapport à la verticale.According to one embodiment, the mirror is inclined relative to the vertical.
Selon un mode de réalisation, le miroir est incliné d'un angle compris entre 40 et 50 degrés.According to one embodiment, the mirror is inclined at an angle of between 40 and 50 degrees.
Selon un mode de réalisation, la deuxième tranchée a une largeur inférieure à 50 pm.According to one embodiment, the second trench has a width of less than 50 μm.
Selon un mode de réalisation, l'indice de réfraction du verre de la plaque en verre est inférieur à l'indice de réfraction du matériau remplissant la première tranchée et l'indice de réfraction du matériau de la couche d'encapsulation est inférieur à l'indice de réfraction du matériau remplissant la première tranchée.According to one embodiment, the refractive index of the glass of the glass plate is less than the refractive index of the material filling the first trench and the refractive index of the material of the encapsulation layer is less than refractive index of the material filling the first trench.
Selon un mode de réalisation, le miroir peut être courbé.According to one embodiment, the mirror can be curved.
Selon un mode de réalisation, le miroir est en aluminium, en cuivre ou en un alliage d'aluminium et de cuivre.According to one embodiment, the mirror is made of aluminum, copper or an alloy of aluminum and copper.
Selon un mode de réalisation, la première tranchée a une largeur comprise entre 5 et 10 pm.According to one embodiment, the first trench has a width of between 5 and 10 μm.
Selon un mode de réalisation, la couche d'encapsulation est en oxyde de silicium ou en un polymère.According to one embodiment, the encapsulation layer is made of silicon oxide or a polymer.
Selon un mode de réalisation, le matériau remplissant la première tranchée est un polymère.According to one embodiment, the material filling the first trench is a polymer.
Un autre mode de réalisation prévoit un dispositif optique comprenant un guide d'onde et un miroir formés dans une plaque en verre, ledit guide d'onde ayant une de ses extrémités dirigée vers le miroir, ledit miroir oblique étant séparé de l'extrémité du guide d'onde d'une distance inférieure à 60 pm. Brève description des dessinsAnother embodiment provides an optical device comprising a waveguide and a mirror formed in a glass plate, said waveguide having one of its ends directed towards the mirror, said oblique mirror being separated from the end of the mirror. waveguide with a distance of less than 60 μm. Brief description of the drawings
Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1, précédemment décrite, est une vue en coupe d'un dispositif optique ; la figure 2 est une vue en coupe d'un mode de réalisation d'un dispositif optique ; les figures 3A et 4 à 9 sont des vues en coupe illustrant des étapes d'un mode de réalisation d'un procédé de fabrication du dispositif optique de la figure 2, et la figure 3B est une vue de dessus correspondant à la figure 3A ; et les figures 10A et 10B sont une vue en coupe et une vue de dessus d'une variante de réalisation du dispositif optique de la figure 2.These and other features and advantages will be set forth in detail in the following description of particular embodiments made without implied limitation in relation to the appended figures among which: FIG. 1, previously described, is a sectional view an optical device; Figure 2 is a sectional view of an embodiment of an optical device; Figures 3A and 4 to 9 are sectional views illustrating steps of an embodiment of a method of manufacturing the optical device of Figure 2, and Figure 3B is a top view corresponding to Figure 3A; and FIGS. 10A and 10B are a sectional view and a top view of an alternative embodiment of the optical device of FIG. 2.
Description détailléedetailed description
De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures et, de plus, les diverses figures ne sont pas tracées à l'échelle. Par souci de clarté, seuls les éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés.The same elements have been designated by the same references in the various figures and, in addition, the various figures are not drawn to scale. For the sake of clarity, only the elements useful for understanding the described embodiments have been shown and are detailed.
Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position relative, tels que les termes "dessus", "supérieur", etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que le terme "vertical", il est fait référence à l'orientation des figures. Sauf précision contraire, l'expression "de l'ordre de" signifie à 10 % près, de préférence à 5 % près.In the description which follows, when reference is made to relative position qualifiers, such as the terms "above", "top", etc., or to qualifiers for orientation, such as the term "vertical", reference is made to the orientation of the figures. Unless otherwise specified, the expression "of the order of" means within 10%, preferably within 5%.
La figure 2 est une vue en coupe d'un mode de réalisation d'un dispositif optique 20 adapté à transmettre un faisceau lumineux 22, provenant par exemple d'une fibre optique, à un circuit (non représenté) de traitement de signaux optiques disposé par exemple au-dessus du dispositif optique. Le dispositif 20 est réalisé dans une plaque support 23, par exemple en verre, et comprend un guide d'onde 24 et un miroir 26, tous deux étant recouverts d'une couche d'encapsulation 29.FIG. 2 is a sectional view of an embodiment of an optical device 20 adapted to transmit a light beam 22, coming for example from an optical fiber, to a circuit (not shown) for optical signal processing arranged for example above the optical device. The device 20 is made in a support plate 23, for example made of glass, and comprises a waveguide 24 and a mirror 26, both of which are covered with an encapsulation layer 29.
Le guide d'onde 24 est disposé de façon que l'une de ses extrémités 24A soit dirigée vers le miroir 26. Ainsi, le faisceau lumineux 22 est transmis par le guide d'onde 24 puis réfléchi par le miroir 26. Le miroir 26 est incliné pour réfléchir le faisceau lumineux dans une direction par exemple orthogonale à la surface principale de la plaque 23, par exemple en direction d'un circuit de traitement de signaux optiques positionné au-dessus de la plaque 23. Contrairement au dispositif de la figure 1, l'extrémité 24A du guide d'onde n'est pas en contact avec le miroir 26, ce qui supprime tout problème de défauts d'interface guide d'onde/miroir. Pour que le faisceau 22 ne se transforme pas dans l'intervalle entre l'extrémité 24A du guide d'onde et le miroir 26, le miroir est disposé par rapport à l'extrémité 24A à une distance inférieure à 50 pm, par exemple comprise entre 30 et 50 pm.The waveguide 24 is arranged so that one of its ends 24A is directed towards the mirror 26. Thus, the light beam 22 is transmitted by the waveguide 24 and then reflected by the mirror 26. The mirror 26 is inclined to reflect the light beam in a direction for example orthogonal to the main surface of the plate 23, for example in the direction of an optical signal processing circuit positioned above the plate 23. Unlike the device of FIG. 1, the end 24A of the waveguide is not in contact with the mirror 26, which eliminates any problem of waveguide / mirror interface defects. So that the beam 22 does not change in the gap between the end 24A of the waveguide and the mirror 26, the mirror is arranged relative to the end 24A at a distance less than 50 pm, for example between between 30 and 50 pm.
Le guide d'onde 24 est formé classiquement d'un cœur 25 et d'une gaine. La gaine est formée par la plaque 23 et par la couche d'encapsulation 29. Le cœur 25 a une section droite de forme sensiblement carrée de façon à avoir un facteur de forme (un rapport hauteur/largeur) de l'ordre de 1. La hauteur et la largeur du cœur 25 sont par exemple comprises entre 5 et 10 pm. Dans ce cas, le guide d'onde 24 est monomode pour des longueurs d'onde comprises entre 1300 et 1500 nm. Ces dimensions sont par exemple adaptées à celles d'une fibre optique monomode. Le cœur 25 du guide d'onde 24 est en un matériau ayant un indice de réfraction plus grand que celui du verre de la plaque 23. Ce matériau est par exemple un polymère, par exemple sous forme d'un film étirable sec (c'est-à-dire ne nécessitant pas de solvant, connu sous la désignation anglaise "dry film") conformé par laminage. La différence d'indice de réfraction entre le verre de la plaque 23 et le matériau du cœur 25 du guide d'onde 24 est comprise entre 10“^ et 1O_2, par exemple de l'ordre de 5xl0_3. un matériau polymère adapté est celui distribué par la société Elga Europe sous forme de film étirable sec, sous la dénomination commerciale "Ordyl SY 317".The waveguide 24 is conventionally formed of a core 25 and a sheath. The sheath is formed by the plate 23 and the encapsulation layer 29. The core 25 has a cross section of substantially square shape so as to have a form factor (a ratio height / width) of the order of 1. The height and the width of the core 25 are for example between 5 and 10 pm. In this case, the waveguide 24 is monomode for wavelengths between 1300 and 1500 nm. These dimensions are for example adapted to those of a monomode optical fiber. The core 25 of the waveguide 24 is made of a material having a refractive index greater than that of the glass of the plate 23. This material is for example a polymer, for example in the form of a dry stretchable film (c '). that is to say not requiring solvent, known under the name "dry film") shaped by rolling. The difference in refractive index between the glass of the plate 23 and the material of the core 25 of the waveguide 24 is between 10 -1 and 10 2, for example of the order of 5 × 10 3. a suitable polymer material is that distributed by Elga Europe in the form of a dry stretch film under the trade name "Ordyl SY 317".
Le miroir 2 6 est disposé sur une paroi 28A d'une tranchée 28, cette paroi 28A étant opposée à l'extrémité 24A du guide d'onde 24. Comme cela est représenté sur la figure 2, le miroir 2 6 peut recouvrir entièrement la paroi 28A et déborder sur le fond de la tranchée 28, mais, à titre de variante, le miroir 26 pourrait ne reposer que sur une portion de la paroi 28A face à l'extrémité 24A. Le miroir 26 est incliné par rapport à la verticale d'un angle par exemple compris entre 40 et 50 degrés, de l'ordre de 42 degrés. Le miroir 26 est en métal, par exemple en cuivre, en aluminium ou en un alliage de cuivre et d'aluminium.The mirror 26 is disposed on a wall 28A of a trench 28, this wall 28A being opposite the end 24A of the waveguide 24. As shown in FIG. 2, the mirror 26 can completely cover the wall 28A and overflow on the bottom of the trench 28, but, alternatively, the mirror 26 could rest only on a portion of the wall 28A facing the end 24A. The mirror 26 is inclined relative to the vertical of an angle for example between 40 and 50 degrees, of the order of 42 degrees. The mirror 26 is made of metal, for example copper, aluminum or an alloy of copper and aluminum.
La couche d'encapsulation 29 recouvre la face supérieure du guide d'onde 24, la face supérieure du miroir 2 6 et la face supérieure accessible de la plaque en verre 23. La couche 29 remplit en outre la tranchée 28. La couche d'encapsulation 29 est en un matériau ayant un indice de réfraction plus petit que celui du matériau du guide d'onde. La différence d'indice entre le verre de la plaque 23 et le matériau de la couche d'encapsulation 29 est de l'ordre de ÎO--^. La couche 29 est par exemple en oxyde de silicium ou en un polymère. La couche 29 a une épaisseur par exemple comprise entre 5 et 50 pm, par exemple 10 pm.The encapsulation layer 29 covers the upper face of the waveguide 24, the upper face of the mirror 26 and the accessible upper face of the glass plate 23. The layer 29 further fills the trench 28. encapsulation 29 is of a material having a refractive index smaller than that of the waveguide material. The difference in index between the glass of the plate 23 and the material of the encapsulation layer 29 is of the order of 10 -2. The layer 29 is for example made of silicon oxide or a polymer. The layer 29 has a thickness for example between 5 and 50 pm, for example 10 pm.
Les figures 3A, 3B, 4 à 9 illustrent des étapes successives d'un mode de réalisation d'un procédé de fabrication du dispositif optique de la figure 2.FIGS. 3A, 3B, 4 to 9 illustrate successive steps of an embodiment of a manufacturing method of the optical device of FIG. 2.
Les figures 3A et 3B sont respectivement une vue en coupe et une vue de dessus d'une même étape du procédé. A cette étape, la tranchée 28 et une tranchée 30 sont gravées dans la plaque en verre 23.Figures 3A and 3B are respectively a sectional view and a top view of the same step of the method. At this stage, the trench 28 and a trench 30 are etched into the glass plate 23.
La tranchée 28 est gravée de façon oblique par rapport à la direction normale à la surface de la plaque 23. Pour cela, la plaque de verre 23 est par exemple positionnée sur un support oblique puis gravée avec un faisceau laser vertical. Contrairement à ce qui est représenté, le fond de la tranchée 28 est en pratique sensiblement arrondi.The trench 28 is etched obliquely relative to the normal direction on the surface of the plate 23. For this, the glass plate 23 is for example positioned on an oblique support and then etched with a vertical laser beam. Contrary to what is shown, the bottom of the trench 28 is in practice substantially rounded.
La tranchée 28 a une profondeur par exemple comprise entre 30 et 50 pm. La tranchée 28 a par exemple, en vue de dessus, une forme rectiligne.The trench 28 has a depth for example between 30 and 50 pm. Trench 28 has for example, in top view, a rectilinear shape.
La tranchée 30 a une section droite par exemple de forme semi-circulaire de profondeur comprise entre 5 et 10 pm. La tranchée 30 a par exemple, en vue de dessus, une forme rectiligne. Une extrémité 30A de la tranchée 30 débouche sur la tranchée 28. Dans l'exemple représenté en figure 3B, les tranchées 30 et 28 forment un T.The trench 30 has a cross section for example of semicircular shape with a depth of between 5 and 10 μm. Trench 30 has for example, in top view, a rectilinear shape. One end 30A of the trench 30 opens onto the trench 28. In the example shown in FIG. 3B, the trenches 30 and 28 form a T.
Pour former les tranchées 28 et 30, la plaque 23 est balayée par un faisceau laser. Le faisceau laser est produit par un laser dont les impulsions ont une durée comprise entre 2 et 500 femtosecondes, appelé couramment laser femtoseconde. A titre d'exemple, les tranchées 28 et 30 peuvent être obtenues pour des impulsions ayant des énergies supérieures à 500 nJ et de durée de l'ordre de 100 fs. Cette énergie est calculée en fonction des dimensions de la cavité que l'on souhaite former avec une impulsion. Le laser femtoseconde émet ces impulsions par exemple à une fréquence comprise entre 10 et 500 kHz. Un avantage de l'utilisation d'un laser femtoseconde est que la durée des impulsions est assez courte devant la durée de relaxation thermique du matériau. Cette propriété permet un usinage précis du matériau et limite les effets thermiques en pourtour de la zone ablatée. L'exposition au laser femtoseconde modifie les propriétés physiques des zones exposées en amorçant la gravure. Toutefois, après gravure, les tranchées n'ont pas les dimensions souhaitées, et leurs parois présentent une certaine rugosité. Une gravure à l'acide fluorhydrique est ensuite réalisée pour obtenir les dimensions souhaitées en enlevant la matière dans la zone exposée au laser et pour réduire la rugosité des tranchées.To form the trenches 28 and 30, the plate 23 is scanned by a laser beam. The laser beam is produced by a laser whose pulses have a duration between 2 and 500 femtoseconds, commonly called femtosecond laser. For example, the trenches 28 and 30 can be obtained for pulses having energies greater than 500 nJ and of duration of the order of 100 fs. This energy is calculated according to the dimensions of the cavity that it is desired to form with a pulse. The femtosecond laser emits these pulses for example at a frequency between 10 and 500 kHz. An advantage of using a femtosecond laser is that the duration of the pulses is quite short in view of the thermal relaxation time of the material. This property allows precise machining of the material and limits the thermal effects around the ablated zone. Femtosecond laser exposure modifies the physical properties of exposed areas by initiating etching. However, after etching, the trenches do not have the desired dimensions, and their walls have a certain roughness. Hydrofluoric acid etching is then performed to obtain the desired dimensions by removing the material in the laser-exposed area and to reduce the roughness of the trenches.
Les figures 4 à 9 sont des vues en coupe illustrant les étapes du procédé de fabrication du dispositif de la figure 2 suivant celle illustrée par les figures 3A et 3B. A l'étape de la figure 4, une couche de résine 32 est déposée de façon conforme sur la surface de la plaque en verre 23. La couche 32 est par exemple en une résine sensible à un rayonnement UV. La couche 32 a une épaisseur comprise entre 3 et 15 pm. La couche de résine 32 est déposée par exemple à la tournette ou par laminage. A l'étape de la figure 5, la portion de la couche de résine 32 recouvrant la paroi 28A de la tranchée 28, cette paroi étant face à l'extrémité 24A du guide d'onde 24 (voir figure 1), est retirée par masquage. Plus particulièrement, la structure de la figure 4 est masquée, exposé à un rayonnement UV, puis gravée par une gravure humide. A l'étape de la figure 6, une couche de métal 34 est déposée de façon conforme sur la structure de la figure 5. La couche 34 est par exemple en aluminium, en cuivre ou en un alliage d'aluminium ou de cuivre. La couche 34 a une épaisseur comprise entre 10 nm et 1 pm, de l'ordre de 100 nm. La couche 34 est par exemple déposée par un procédé de pulvérisation cathodique ou PVD (de l'anglais "physical vapor déposition"). A l'étape de la figure 7, la couche de résine 32 est éliminée et les portions de la couche de métal 34 la recouvrant sont retirées du même fait selon un procédé connu sous la désignation anglo-saxonne "lift off". La portion de la couche de métal 34 restante sur la paroi 28A de la tranchée 28 forme le miroir 26. A l'étape de la figure 8, la tranchée 30 est remplie d'un matériau 36 ayant un indice de réfraction plus grand que celui du verre de la plaque 23. La tranchée 30 ainsi remplie forme le cœur 25 du guide d'onde 24.Figures 4 to 9 are sectional views illustrating the steps of the manufacturing method of the device of Figure 2 following that illustrated in Figures 3A and 3B. In the step of Figure 4, a resin layer 32 is deposited in a conformal manner on the surface of the glass plate 23. The layer 32 is for example a resin sensitive to UV radiation. The layer 32 has a thickness of between 3 and 15 μm. The resin layer 32 is deposited for example by spinning or by rolling. In the step of FIG. 5, the portion of the resin layer 32 covering the wall 28A of the trench 28, this wall being opposite the end 24A of the waveguide 24 (see FIG. 1), is removed by masking. More particularly, the structure of FIG. 4 is masked, exposed to UV radiation and then etched by wet etching. In the step of FIG. 6, a layer of metal 34 is conformally deposited on the structure of FIG. 5. The layer 34 is for example made of aluminum, copper or an alloy of aluminum or copper. The layer 34 has a thickness of between 10 nm and 1 μm, of the order of 100 nm. The layer 34 is for example deposited by a sputtering or PVD (physical vapor deposition) method. In the step of FIG. 7, the resin layer 32 is removed and the portions of the metal layer 34 covering it are removed by the same method according to a method known as "lift off". The portion of the metal layer 34 remaining on the wall 28A of the trench 28 forms the mirror 26. At the step of FIG. 8, the trench 30 is filled with a material 36 having a refractive index greater than that The trench 30 thus filled forms the core 25 of the waveguide 24.
La tranchée 30 est par exemple remplie avec le matériau 36 par un procédé comprenant les étapes successives suivantes : -déposer de façon conforme une couche du matériau 36 sur la structure de la figure 7, par exemple par laminage, dans le cas où le matériau 36 est un polymère effectuer un recuit de réticulation ; -aplanir la couche de matériau 36, par exemple à l'aide d'une planarisation mécanochimique, pour retirer l'excès de matériau en contact avec la surface de la plaque 23 ; et -retirer par masquage le matériau 36 de la tranchée 28. A l'étape de la figure 9, on dépose sur la structure de la figure 8 la couche d'encapsulation 29. La couche 29 remplit la tranchée 30.The trench 30 is for example filled with the material 36 by a method comprising the following successive steps: -postily depositing a layer of the material 36 on the structure of FIG. 7, for example by rolling, in the case where the material 36 is a polymer perform a crosslinking annealing; flattening the layer of material 36, for example by means of a mechanochemical planarization, to remove the excess material in contact with the surface of the plate 23; and -drawing by masking the material 36 from the trench 28. In the step of FIG. 9, the encapsulation layer 29 is deposited on the structure of FIG. 29. The layer 29 fills the trench 30.
Les figures 10A et 10B sont une vue en coupe et une vue de dessus d'une variante 40 du dispositif optique de la figure 2. Le dispositif 40 comprend les mêmes éléments que le dispositif 20 à la différence que la tranchée 28 et le miroir 26 sont courbés de façon à faire focaliser la lumière réfléchie en un point choisi.FIGS. 10A and 10B are a sectional view and a top view of a variant 40 of the optical device of FIG. 2. The device 40 comprises the same elements as the device 20 except that the trench 28 and the mirror 26 are curved so as to focus the reflected light at a chosen point.
Comme cela est représenté en figure 10A et 10B, la tranchée 28 et le miroir 26 peuvent être courbés selon une courbe visible en vue de dessus et selon une courbe visible en vue en coupe. A titre de variante, la tranchée 28 et le miroir 26 ne pourraient être courbés que selon une seule direction.As shown in FIGS. 10A and 10B, the trench 28 and the mirror 26 can be bent in a visible curve in plan view and in a visible curve in sectional view. Alternatively, the trench 28 and the mirror 26 could be bent only in one direction.
Des modes de réalisation particuliers ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, on a représenté un guide d'onde 24 rectiligne mais le guide d'onde 24 peut être courbé.Particular embodiments have been described. Various variations and modifications will be apparent to those skilled in the art. In particular, there is shown a rectilinear waveguide 24 but the waveguide 24 can be curved.
Divers modes de réalisation avec diverses variantes ont été décrits ci-dessus. On notera que l'homme de l'art pourra combiner divers éléments de ces divers modes de réalisation et variantes sans faire preuve d'activité inventive.Various embodiments with various variants have been described above. It will be appreciated that those skilled in the art may combine various elements of these various embodiments and variants without demonstrating inventive step.
Claims (13)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1754320A FR3066614B1 (en) | 2017-05-16 | 2017-05-16 | METHOD FOR MANUFACTURING AN OPTICAL DEVICE |
US15/730,415 US10782468B2 (en) | 2016-10-13 | 2017-10-11 | Method for manufacturing an optical device |
US17/026,819 US11774664B2 (en) | 2016-10-13 | 2020-09-21 | Method for manufacturing an optical device |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1754320 | 2017-05-16 | ||
FR1754320A FR3066614B1 (en) | 2017-05-16 | 2017-05-16 | METHOD FOR MANUFACTURING AN OPTICAL DEVICE |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR3066614A1 FR3066614A1 (en) | 2018-11-23 |
FR3066614B1 true FR3066614B1 (en) | 2019-07-19 |
Family
ID=59070975
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR1754320A Expired - Fee Related FR3066614B1 (en) | 2016-10-13 | 2017-05-16 | METHOD FOR MANUFACTURING AN OPTICAL DEVICE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR3066614B1 (en) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6751396B2 (en) * | 2001-12-26 | 2004-06-15 | Lucent Technologies Inc. | Integrated optical devices and method of fabrication therefor |
US8774580B2 (en) * | 2009-12-02 | 2014-07-08 | Alcatel Lucent | Turning mirror for photonic integrated circuits |
US10132996B2 (en) * | 2015-04-20 | 2018-11-20 | Skorpios Technologies, Inc. | Back side via vertical output couplers |
-
2017
- 2017-05-16 FR FR1754320A patent/FR3066614B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR3066614A1 (en) | 2018-11-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3610309B1 (en) | Photonic chip with integrated collimation structure | |
EP0471066B1 (en) | Methods of connection between an optical fibre and an optical microguide | |
EP3521879A1 (en) | Photonic chip with built-in collimation structure | |
FR2989518A1 (en) | Method for manufacturing integrated image sensor, involves forming pixels at end of columns, and deforming structure such that another end of each of columns is brought closer or separated to form surface in shape of polyhedral cap | |
EP3015888B1 (en) | Pre-structured substrate for producing photonic components, associated photonic circuit and manufacturing method | |
US20210003770A1 (en) | Method for manufacturing an optical device | |
FR2625333A1 (en) | PROCESS FOR MANUFACTURING LOW-LIGHT MICROGUIDS WITH OPTICAL PROPAGATION LOSSES BY MULTILAYER DEPOSITION | |
CA2394108A1 (en) | Procedure for manufacturing a microelectromechanical optical component | |
FR2782843A1 (en) | METHOD FOR PHYSICALLY ISOLATING REGIONS FROM A SUBSTRATE PLATE | |
FR3085549A1 (en) | WAVE GUIDE | |
EP3772145B1 (en) | Hybrid laser source comprising a waveguide built into an intermediate bragg network | |
FR3066614B1 (en) | METHOD FOR MANUFACTURING AN OPTICAL DEVICE | |
EP1624493A2 (en) | Method of fabricating an optical module for semiconductor imaging device package | |
EP3514614B1 (en) | Optical device | |
EP4229724B1 (en) | Photonic device with improved heat dissipation for iii-v/si heterogeneous laser and associated manufacturing method | |
EP3002789B1 (en) | Method for localised annealing of semiconductor elements by means of a reflecting area | |
FR2685096A1 (en) | INTEGRATED OPTICAL MIRROR AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME | |
FR3112242A1 (en) | Isolation of photodiodes | |
FR2823859A1 (en) | Support for positioning and holding of optical fibers comprises first part for holding non-stripped part of fiber and second part for holding stripped part of fiber for connection to optical device | |
FR3075991A1 (en) | PROCESS FOR PRODUCING COUPLING STRUCTURES AND ALIGNING OPTICAL FIBER | |
FR3057675A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING A WAVEGUIDE | |
FR3057677A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING A WAVEGUIDE | |
FR3107364A1 (en) | Optical component with an encapsulated metasurface and method of manufacturing such a component | |
FR3041115A1 (en) | INTEGRATED ELECTRO-OPTICAL MODULATOR | |
FR3100082A1 (en) | Phase modulator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20181123 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |
|
ST | Notification of lapse |
Effective date: 20220105 |