KR20040050503A - Align-Socket manufacturing method for optical fiber by made of photoresist - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for fabricating an optical fiber fixing alignment device using a photoresist is provided to align and combine an optical element and an optical fiber accurately and easily using a MEMS technology. CONSTITUTION: According to the method for fabricating a fixing alignment device capable of fixing a micro optical element like an optical fiber(12) to a micro optical element(11a,11b,11c), a photoresist is coated on a back of the micro optical element. A required part is exposed by a photolithography process using a photo mask, and then the unnecessary photoresist is removed through development, and thus the fixing alignment device having a micro gap is fabricated.

Description

감광제를 이용한 광섬유 고정 정렬장치의 제조방법{Align-Socket manufacturing method for optical fiber by made of photoresist}Alignment-Socket manufacturing method for optical fiber by made of photoresist

본 발명은 미소 광 소자와 광섬유의 고정 정렬장치 제조방법에 관한 것으로, 특히 마이크로 전자기계 시스템(MEMS) 기술을 이용하여 감광제로 정렬 고정장치를 만들어 미소 광 소자와 광섬유의 정렬과 고정, 그리고 결합을 용이하게 하도록 하는 기술에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a fixed alignment device of a micro-optical device and an optical fiber, and in particular, by using a microelectromechanical system (MEMS) technology, an alignment fixing device is made of a photosensitive agent to align, fix, and couple the micro-optical device and an optical fiber. It is about a technique to facilitate.

기존에는 특별한 고정 정렬장치 없이 수동 조작에 의해 효율이 좋은 광 소자와 광섬유의 위치를 찾은 후 에폭시 등을 이용하여 고정시키는 방법을 이용하였다.Conventionally, the method of fixing the optical device and optical fiber with high efficiency by manual operation without special fixed alignment device and fixing it using epoxy is used.

그러나 MEMS 광 스위치 등의 제품 등이 실험실 차원이 아닌 판매를 목적으로 하는 제품 생산에 들어감에 따라 수동조작에 의한 광섬유와 광 소자의 배치 및 고정은 미소 광 소자를 이용하는 제품의 생산에 있어서 생산 효율을 떨어뜨리고 있으며, 수동 조작에 의한 정렬 오차는 광 전송 효율을 떨어뜨리고 있다.However, as products such as MEMS optical switches enter the production of products for sale rather than laboratory level, the arrangement and fixation of optical fibers and optical elements by manual operation increases the production efficiency in the production of products using micro-optical elements. It is falling, and the alignment error by manual operation reduces the light transmission efficiency.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 본 발명은 MEMS 기술을 이용하여 광 소자와 광섬유를 정확하고 용이하게 정렬하고 결합시키는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to accurately and easily align and combine an optical device and an optical fiber using MEMS technology.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서 본 발명은As the technical idea for achieving the above object of the present invention

미소 광 소자에 광섬유 등의 미소 광학소자를 고정시킬 수 있는 고정 정렬장치의 제조방법에 있어서, 미소 광 소자의 뒷면에 감광제를 도포하고, 포토 마스크를 이용한 사진 식각 공정에 의해 필요한 부분만을 노광 시킨 다음, 현상을 통해서 불필요한 감광제를 제거함으로써 광섬유를 결합시킬 수 있도록 크기가 적합한 미소한 틈을 갖는 정렬 고정장치를 제조하는 것을 특징으로 하는 감광제를 이용한 광섬유 고정 정렬장치의 제조방법을 제공한다.In the method of manufacturing a fixed alignment device capable of fixing a micro-optical device such as an optical fiber to a micro-optical device, a photosensitive agent is applied to the back side of the micro-optical device, and only the necessary portions are exposed by a photolithography process using a photo mask. It provides a method for manufacturing an optical fiber fixed alignment device using a photosensitive agent, characterized in that to manufacture an alignment fixing device having a minute gap suitable in size so as to bond the optical fibers by removing unnecessary photosensitive agent.

도 1은 본 발명에 따른 광섬유 고정 정렬 장치의 기본 모식도이다.1 is a basic schematic diagram of an optical fiber fixed alignment device according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 광 소자와 광섬유를 결합시키는 고정 정렬 장치의 기본 모식도이다.2 is a basic schematic diagram of a fixed alignment device for coupling an optical element and an optical fiber according to the present invention.

도 3a 내지 도 3d은 본 발명에 따른 고정 정렬 장치의 제조 공정도이다.3A to 3D are manufacturing process diagrams of the fixed alignment device according to the present invention.

도 4a 및 도 4b는 음성 및 양성 감광막을 이용한 고정 정렬장치의 제조에 사용되는 포토 마스크의 모양이다.4A and 4B are shapes of photo masks used in the manufacture of a fixed alignment device using negative and positive photoresist films.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>

11a,11b,11c : 광섬유 고정 정렬장치11a, 11b, 11c: Fiber Optic Alignment Device

12 : 광섬유13 : 광 소자12 optical fiber 13 optical element

14 : 감광제15 : 포토마스크14 photosensitive agent 15 photomask

16 : 자외선 광17 : 자외선에 의해 감광된 감광제16: ultraviolet light 17: photosensitizer photosensitive by ultraviolet light

18 : 음성 감광제용 포토마스크19 : 양성 감광제용 포토마스크18: photomask for negative photosensitizer 19: photomask for positive photosensitizer

이하, 본 발명의 실시 예에 대한 구성 및 그 작용을 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration and operation of the embodiment of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명에 따른 광섬유 정렬 고정장치의 기본 모식도를 나타내고 있다. 기본 모식도는 마이크로 렌즈나 회절광학계 등의 미소 광 소자 뒷면에 광섬유 고정 정렬장치가 올라가 있는 형태를 가지고 있다. 이러한 광섬유 고정 정렬장치는 광섬유가 삽입될 수 있도록 가운데가 원형으로 비어있는 원기둥 모양을 갖게 된다.Figure 1 shows the basic schematic diagram of the optical fiber alignment fixture according to the present invention. The basic schematic is a structure in which the optical fiber fixed alignment device is mounted on the back side of a micro optical device such as a micro lens or a diffraction optical system. The optical fiber fixed alignment device has a cylindrical shape with a circular hollow in the center so that the optical fiber can be inserted.

왼쪽의 그림은 미소 광 소자의 뒷면에 광섬유 고정 정렬장치(11a)만 있는 것이고, 가운데 그림은 광섬유 고정 정렬장치(11b)에 광섬유(12)가 결합된 것이다. 그리고, 오른쪽 그림은 광섬유(12)가 결합된 광섬유 고정 정렬장치(11c)의 단면의 모습을 보여주는 것이다. 이와 같이 광섬유(12)는 고정 정렬장치(11a,11b,11c)의 가운데 비어있는 틈으로 삽입될 수 있다.The left picture shows only the optical fiber fixed alignment device 11a on the back of the micro optical device, and the middle picture shows the optical fiber 12 coupled to the optical fiber fixed alignment device 11b. And, the right picture shows the cross-sectional view of the optical fiber fixed alignment device (11c) coupled to the optical fiber 12. As such, the optical fiber 12 may be inserted into an empty gap in the middle of the fixed alignment devices 11a, 11b, and 11c.

도 2는 광섬유 고정 정렬장치를 통해 결합된 광섬유(12)와 고정 정렬장치 (11b,11c), 광 소자(13)의 측면도이다. 왼쪽의 그림은 실제 측면도이고, 오른쪽 그림은 결합 형태를 볼 수 있도록 고정 정렬장치(11c)의 내부가 드러나 있는 측면도이다.2 is a side view of the optical fiber 12 and the fixed alignment devices 11b and 11c and the optical element 13 coupled through the optical fiber fixed alignment device. The figure on the left is an actual side view, and the figure on the right is a side view showing the inside of the fixed alignment device 11c so that the coupling form can be seen.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 광섬유 고정 정렬장치의 제조 공정도이다.3A to 3D are manufacturing process diagrams of the optical fiber fixed alignment device according to the present invention.

도 3a를 살펴보면, 첫 단계로 MEMS 공정용 감광제(14)가 광섬유에서 나오는빛을 받게 되는 미소 광 소자(13)의 뒷면에 도포된 상태를 나타내며, 도 3b는 다음 단계로 사진 식각 공정에 의해 필요한 부분만을 노광 시키는 것을 나타낸 것이다.Referring to FIG. 3A, a photoresist for the MEMS process 14 is applied to the back surface of the micro-optical device 13 that receives the light emitted from the optical fiber as a first step, and FIG. 3B is a next step required by the photolithography process. It shows exposing only part.

이 때, 부호 15는 MEMS 공정용 포토 마스크 이고, 16은 자외선 광을 나타내며, 17은 자외선에 의해 감광된 감광제를 나타낸 것이다.At this time, reference numeral 15 denotes a photo mask for a MEMS process, 16 denotes ultraviolet light, and 17 denotes a photosensitizer photosensitive by ultraviolet light.

그 다음 단계는 도 3c에 도시된 바와 같이, 현상을 통해서 고정 정렬장치 (11a)가 미소 광 소자(13)의 뒷면에 부착된 상태로 만들어지는 것을 나타낸 것이며, 마지막으로 도 4d는 완성된 광섬유 고정 정렬장치(11a)의 측면도와 평면도를 나타낸 것이다.The next step is to show that the fixed alignment device 11a is made attached to the back side of the micro-optical device 13 through development, as shown in FIG. 3C. Finally, FIG. A side view and a plan view of the alignment device 11a are shown.

이 때, 상기 고정 정렬장치(11a)의 틈 안쪽에는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 삽입되는 광섬유 등의 미소 광학소자의 진행을 막는 걸림 턱(11d)이 형성된다.At this time, a locking jaw 11d is formed inside the gap of the fixed alignment device 11a to prevent the progress of micro-optical elements such as optical fibers to be inserted as shown in FIGS. 1 and 2.

또한, 상기 고정 정렬장치(11a)에 삽입되는 광섬유 등의 미소 광학소자의 위치를 고정시키기 위해 에폭시 등의 접착용 고정제가 사용된다.In addition, an adhesive fixing agent such as epoxy is used to fix the position of the micro-optical element such as the optical fiber inserted into the fixing alignment device 11a.

도 4a는 음성 감광제를 이용하여 광섬유 고정 정렬장치를 제조할 때 사용되는 포토 마스크(18)의 모양이다. 안쪽의 작은 원(18a)의 직경은 설계에 따라 사용되는 광섬유의 직경과 같고, 바깥쪽 큰 원(18b)의 직경은 임의로 정해질 수 있다.4A is a shape of a photo mask 18 used when manufacturing an optical fiber fixed alignment device using a negative photoresist. The diameter of the inner small circle 18a is equal to the diameter of the optical fiber used according to the design, and the diameter of the outer large circle 18b can be arbitrarily determined.

도 4b는 양성 감광제를 이용하여 광섬유 고정 정렬장치를 제조할 때 사용되는 포토 마스크(19)의 모양이다. 안쪽 작은 원(19a)의 직경은 설계에 따라 사용되는 광섬유의 직경과 같고, 바깥쪽 큰 원(19b)의 직경은 임의로 정해질 수 있다.4B is the shape of the photo mask 19 used when fabricating an optical fiber fixed alignment device using a positive photoresist. The diameter of the inner small circle 19a is equal to the diameter of the optical fiber used according to the design, and the diameter of the outer large circle 19b can be arbitrarily determined.

상술한 바와 같이, 광학계의 설계에 있어서 정렬은 중요한 문제 이나 미소한정렬 오차는 전체 광학계에 큰 영향을 미치지는 않는다. 하지만 미소 광학계에서는 미소한 정렬 오차라도 상대적으로 큰 오차가 되므로 광학계 전체의 광 손실에 큰 영향을 미치게 된다.As described above, alignment is an important problem in the design of the optical system, but the minor alignment error does not significantly affect the whole optical system. However, in the minute optical system, even a small alignment error becomes a relatively large error, which greatly affects the optical loss of the entire optical system.

따라서, 본 발명에서와 같이 미소 광 소자에 광섬유의 정렬을 위한 부속 장치가 부착될 경우 미소 광학계에서의 미소 정렬 오차에 의한 광 손실을 막을 수 있게 된다.Therefore, when the accessory device for the alignment of the optical fiber is attached to the micro-optical device as in the present invention, it is possible to prevent the light loss due to the micro-alignment error in the micro-optical system.

이상에서와 같이 본 발명에 의한 감광제를 이용한 광섬유 고정 정렬장치의 제조방법에 따르면 다음과 같은 이점이 있다.As described above, according to the manufacturing method of the optical fiber fixed alignment device using the photosensitive agent according to the present invention has the following advantages.

첫째, MEMS 제조공정의 콘택 정렬과정을 통하여 광 소자 뒷면의 정확한 위치에 광섬유 정렬 고정장치를 제조할 수 있으므로 미소 광학계에서의 수동 조작에 의한 2차원 정렬의 어려움을 피하면서 정확한 2차원 상의 정렬을 할 수 있다.First, since the optical fiber alignment fixing device can be manufactured at the exact position on the back side of the optical device through the contact alignment process of the MEMS manufacturing process, accurate two-dimensional alignment can be performed while avoiding the difficulty of two-dimensional alignment by manual operation in the micro-optical system. Can be.

둘째, 미소 광학계에서의 미소 광 소자와 광섬유의 간격을 정렬시킬 때 광섬유 정렬 고정장치가 광섬유의 2차원 상에서의 이동을 막아주므로 간격 정렬 시 2차원적 정렬오차 발생을 막을 수 있다.Second, when aligning the gap between the micro-optical device and the optical fiber in the micro-optical system, the optical fiber alignment fixture prevents the movement of the optical fiber in two dimensions, it is possible to prevent the occurrence of two-dimensional alignment error during the alignment.

셋째, 제조가 간단하고 미소 광 소자와 광섬유의 정렬을 용이하게 하므로 양산 적용이 용이하다.Third, mass production is easy because the manufacture is simple and facilitates the alignment of the micro-optical device and the optical fiber.

넷째, 미소 광 소자와 광섬유 사이의 간력을 극히 미세하게 정렬시켜야 하는 경우가 아니면 광섬유가 삽입되는 틈의 아래 부분에 광섬유의 클래딩 부분만을 가리는 턱을 3차원 상에서의 미소 광학계의 정렬을 용이하게 할 수 있다.Fourth, the alignment of the micro-optic system in three dimensions can be facilitated by a chin covering only the cladding portion of the optical fiber at the lower part of the gap into which the optical fiber is inserted unless the force between the micro-optical element and the optical fiber is extremely finely aligned. have.

Claims (4)

미소 광 소자에 광섬유 등의 미소 광학소자를 고정시킬 수 있는 고정 정렬장치의 제조방법에 있어서,In the manufacturing method of the fixed alignment apparatus which can fix a micro optical element, such as an optical fiber, to a micro optical element, 미소 광 소자의 뒷면에 감광제를 도포하고, 포토 마스크를 이용한 사진 식각 공정에 의해 필요한 부분만을 노광 시킨 다음, 현상을 통해서 불필요한 감광제를 제거함으로써 광섬유를 결합시킬 수 있도록 크기가 적합한 미소한 틈을 갖는 고정 정렬장치를 제조하는 것을 특징으로 하는 감광제를 이용한 광섬유 고정 정렬장치의 제조방법.Applying a photosensitive agent on the back side of the micro-optical device, exposing only the necessary portion by a photolithography process using a photo mask, and then fixing the micro-gap having a suitable size so that the optical fibers can be bonded by removing unnecessary photosensitive agent through development. A method of manufacturing an optical fiber fixed alignment device using a photosensitive agent, characterized in that the alignment device is manufactured. 청구항 1에 있어서, 상기 고정 정렬장치의 틈 안쪽에는 삽입되는 광섬유 진행을 막는 걸림 턱이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 감광제를 이용한 광섬유 고정 정렬장치의 제조방법.The method of claim 1, wherein a locking jaw is formed inside the gap of the fixed alignment device to prevent the optical fiber from being inserted. 청구항 1에 있어서, 상기 고정 정렬장치에 삽입되는 광섬유 위치를 고정시키기 위해 접착용 고정제가 사용되는 것을 특징으로 하는 감광제를 이용한 광섬유 고정 정렬장치의 제조방법.The method of claim 1, wherein an adhesive fixing agent is used to fix the position of the optical fiber inserted into the fixing alignment device. 청구항 1에 있어서, 상기 감광제는 MEMS 공정용 음성 또는 양성 감광제를 이용하는 것을 특징으로 하는 감광제를 이용한 광섬유 고정 정렬장치의 제조방법.The method of claim 1, wherein the photosensitive agent uses a negative or positive photosensitive agent for the MEMS process.
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