SK288623B6 - Spôsob prípravy optických vlnovodných väzobných členov zo siloxánových polymérnych vlákien - Google Patents
Spôsob prípravy optických vlnovodných väzobných členov zo siloxánových polymérnych vlákien Download PDFInfo
- Publication number
- SK288623B6 SK288623B6 SK73-2014A SK732014A SK288623B6 SK 288623 B6 SK288623 B6 SK 288623B6 SK 732014 A SK732014 A SK 732014A SK 288623 B6 SK288623 B6 SK 288623B6
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- fibers
- siloxane polymer
- siloxane
- partially cured
- polymer fibers
- Prior art date
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
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02033—Core or cladding made from organic material, e.g. polymeric material
-
- 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
-
- 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
- B29D11/0074—Production of other optical elements not provided for in B29D11/00009- B29D11/0073
- B29D11/0075—Connectors for light guides
-
- 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
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
- G02B6/2821—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using lateral coupling between contiguous fibres to split or combine optical signals
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ophthalmology & Optometry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
Opisovaný spôsob je založený na spájaní čiastočne vytvrdených siloxánových polymérnych vlákien (1, 2), ktoré sa k sebe priblížia tak, že sa dotknú v jednom bode alebo vo viacerých bodoch a následne sa vytvorí spoj/spoje (3, 4). Zahriatím takéhoto spoja dôjde k úplnému vytvrdnutiu polysiloxánu. Ďalej sa opisuje spôsob, pri ktorom sa čiastočne vytvrdnuté spojené polysiloxánové vlákno (1) vloží do nevytvrdnutého siloxánového polyméru (5) a spolu sa zahrejú na teplotu, pri ktorej dôjde k úplnému vytvrdnutiu oboch polymérov, pričom vznikne spoj s požadovanou dĺžkou.
Description
Oblasť techniky
Vynález sa týka spôsobu prípravy optických vlnovodných väzobných členov pomocou siloxánových polymémych vlákien. Oblasť techniky, ktorej sa vynález týka, je fotonika a vláknová optika.
Doterajší stav techniky
Optické vlnovodné väzobné členy sú prvky vlnovodnej optiky, ktoré prepájajú optické vlnovodné systémy s jedným alebo viacerými vstupmi, s jedným alebo viacerými optickými víno vodnými výstupmi. Optické žiarenie naviazané na vstup väzobného člena sa môže objaviť v jednom alebo viacerých výstupoch väzobného člena, pričom intenzita optického signálu v jednotlivých výstupoch môže závisieť od vlnovej dĺžky žiarenia, prípadne od jeho polarizácie.
Optické väzobné členy sa vyrábajú rôznymi spôsobmi, napr. z optických vlákien, z planámych vlnovodov, a z rôznych materiálov, ako je tavený kremeň, niobát lítia, kremík a podobne.
V súčasnosti je vo vlnovodnej optike možné čoraz častejšie stretnúť využívanie rôznych polymérnych materiálov, ako sú polymetylmetakrylát, polystyrén, poly karbonát, polysiloxány, a preto je prirodzené, že sa z týchto materiálov vytvárajú aj rôzne optické prvky a väzobné optické členy. Siloxánové polyméry sú makromolekulové zlúčeniny, ktoré sú tvorené z centrálneho polymémeho reťazca, ktorý je tvorený striedajúcimi sa atómami kremíka a kyslíka, na ktorý sú naviazané organické skupiny, ako je metylová, fenylová alebo vinylová, ktoré sú chemicky viazané iba na voľné väzby atómov kremíka. Podľa dĺžky kremíko vo-kyslíkového reťazca, druhu organických skupín a zosieťovania medzi molekulárnymi reťazcami, môžu siloxánové polyméry vytvárať veľké množstvo materiálov, z ktorých každý môže mať unikátne fyzikálne a chemické vlastnosti.
V súčasnosti sa zo siloxánových polymérov okrem iného pripravujú materiály, ktoré nachádzajú uplatnenie vo fotonike i vo vlnovodnej optike, nakoľko sú opticky priehľadné v širokom rozsahu vlnových dĺžok svetla. Medzi takéto materiály patria siloxánové polyméry, ako sú napr. poly(dimetylsiloxán), poly (dimetyl/difenylsiloxán) a podobne. Tieto materiály sa vo vlnovodnej optike používajú na vytváranie optofluidných vlnovodov [D. PSALTIS, S. R. QUAKfy C. YANG, „Developing optofluidic technology through the fusion of microfluidics and optics,“ Náture vol. 442, 381-386 (2006)], na monolitickú integráciu optických vlnovodov s kvapalnými kanálmi [V. LIEN, Y. BERDICHE V SK Y, Y.-H. LO, ,Λ prealigned proces s of integrating optical waveguides with microfluidic devices,“ IEEE Photo n. Technol. Lett. Vol. 16, 15251527 (2004)], na vytváranie zúžených siloxánových optických vlákien integrovaných na optické vlákna z taveného kremeňa [I. MARTINCEK, D. PUDIS, P. GASO, „Fabrication and optical characteristics of strain variable PDMS biconical optical fiber taper,“ IEEE Photon. Technol. Lett. vol. 25, 2066-2069 (2013)], na vytváranie optických prepojení pomocou elektro-optických obvodov [S. K, D. C AJ, E. RABE, A. NEYER, „PDMS-based optical waveguide layer for integration in electrical-optical circuit boards,“ Int. J. Electron. Commun. vol. 61, 163-167 (2007)] atď.
Veľmi často sa materiály zo siloxánových polymérov pripravujú z dvojzložkových siloxánov, keď sa vo vhodnom pomere zmieša siloxánový prepolymér s vytvrdzovacím činidlom Po zmiešaní prepolyméru a vytvrdzovaného činidla dochádza k vytvrdnutiu siloxánového polyméru, ktoré je závislé od teploty a času. Vzávislosti od teploty k vytvrdnutiu siloxánového polyméru dochádza za niekoľko hodín, prípadne za niekoľko sekúnd. Vytvrdzovací proces siloxánového polyméru je spojený s nárastom jeho viskozity. Pri dosiahnutí vhodnej viskozity je možné z čiastočne vytvrdnutého siloxánu vyťahovať siloxánové vlákna [I. MARTINCEK, D. PUDIS, P. GASO, „Fabrication and optical characteristics of strain variable PDMS biconical optical fiber taper,“ IEEE Photon. Technol. Lett. vol. 25, 2066-2069 (2013)].
Podstata vynálezu
Podstata spôsobu prípravy optických vlnovodných väzobných členov zo siloxánových polymérnych vlákien je založená na vhodnom spájaní čiastočne vytvrdnutých siloxánových polymérnych vlákien. Siloxánové polyméme vlákna sa pripravia z čiastočne vytvrdeného siloxánového polyméru vhodnej viskozity jeho ťahaním pomocou iného vlákna alebo tyčky. Po vytiahnutí čiastočne vytvrdeného siloxánového vlákna sa vytiahnuté vlákna priblížia k sebe v jednom alebo viacerých bodoch na dotyk. Po dotknutí sa v dôsledku adhéznych síl medzi čiastočne vytvrdenými siloxánovými vláknami začne vytvárať spoj alebo spoje, ktorých dĺžka môže byť rôzna a môže sa meniť v závislosti od geometrického usporiadania siloxánových vlákien alebo v závislosti od časovej dĺžky pôsobenia adhéznych síl medzi čiastočne vytvrdenými siloxánovými vláknami.
S K 288623 B6
Po vytvorení spoja alebo spojov vhodnej dĺžky zo siloxánových vlákien sa tieto vlákna môžu zahriať na vhodnú teplotu, aby došlo k úplnému vytvrdeniu siloxánového polyméru, čím sa stabilizuje dĺžka spoja siloxánových vlákien.
Pred vytvrdením alebo po vytvrdení siloxánových polymémych vlákien je ich možné vložiť do nevytvrdeného siloxánového polyméru s iným indexom lomu, ako majú siloxánové vlákna, čím sa vytvorí celosiloxánový vláknový prvok. Ten sa môže následne zahriať na vhodnú teplotu, aby došlo k urýchlenému vytvrdeniu siloxánových polymérov, alebo sa môže nechať vytvrdiť pri izbovej teplote.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Spôsob prípravy optických vlnovodných väzobných členov zo siloxánových polymémych vlákien je bližšie objasnený pomocou výkresov, na ktorých znázorňuje obr. 1 dve čiastočne vytvrdené siloxánové polymérne vlákna, ktoré sa dotýkajú na krátkom spoji, obr. 2 dve čiastočne vytvrdené siloxánové polyméme vlákna s vytvoreným dlhším spojom medzi vláknami, ktorý vznikol v dôsledku adhéznych síl pôsobiacich medzi čiastočne vytvrdenými siloxánovými vláknami, obr. 3 dve čiastočne vytvrdené siloxánové polyméme vlákna s vytvoreným dlhším spojom vložené do nevytvrdeného siloxánového polyméru s iným indexom lomu, ako majú spojené siloxánové vlákna.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Príklad uskutočnenia vynálezu sa objasní na opise postupu vytvorenia celosiloxánového optického vláknového väzobného člena typu 2 x 2, ktorý má dva vlnovodné vstupy a dva vlnovodné výstupy. Postup vytvorenia takéhoto väzobného člena je nasledujúci:
Na prípravu siloxánových vlákien sa použije dvojzložkový siloxánový elastomér polydimetyldifenylsiloxán (napr. LS-6943 od firmy NuSil Technology), ktorý sa skladá zo zložky A-prepolymér a zložky Bvytvrdzovacie činidlo, ktorý má po vytvrdnutí na vlnovej dĺžke 1550 nm index lomu 1,4157. Zložky A a B sa zmiešajú v pomere 10 : 1 v nádobe. Približne po 8 - 9 hodinách pri izbovej teplote polydimetyldifenylsiloxán v nádobe čiastočne vytvrdne a nadobudne takú viskozitu, že je z neho možné pomocou vlákna alebo tyčky, ktoré sa ponoria do polydimetyldifenylsiloxánu v nádobe a následne vyberú, vyťahovať vlákna. Po vytiahnutí dvoch čiastočne vytvrdnutých polydimetyldifenylsiloxánových vlákien j_ a 2 sa tieto k sebe priblížia tak, aby sa spojili na krátkom spoji 3. V dôsledku adhéznych síl sa samovoľne medzi vláknami 1 a 2 vytvorí dlhší spoj 4, ktorého dĺžka sa dá riadiť spôsobom približovania a ktorý zabezpečuje medzi vláknami 1 a 2 optickú väzbu. Po vytvorení spoja 4 medzi vláknami j. a 2 sa spojené vlákna 1 a 2 vložia do nevytvrdnutého dvojzložkového siloxánového elastoméru polydimetylsiloxán 5, ktorý má po vytvrdnutí na vlnovej dĺžke 1550 nm index lomu 1,3997 (napr. Sylgard 184 od firmy DowComing) tak, aby polydimetylsiloxán 5 obklopil spojené vlákna 1 a 2 zo všetkých strán. Polydimetylsiloxán 5 sa vytvorí zo zložky A-prepolymér a zo zložky B-vytvrdzovacie činidlo tak, že sa zložky A a B zmiešajú v pomere 10 : 1. Keďže polydimetylsiloxán 5 má vo viditeľnej a blízkej infračervenej oblasti menší index lomu ako polydimetyldifenylsiloxán, vytvorí sa z vlákien la 2 optický vlnovod, ktorý vedie optické žiarenie na základe úplného vnútorného odrazu na rozhraní polydimetyldifenylsiloxánu a polydimetylsiloxánu. Po obklopení vlákien 1 a 2 nevytvrdnutým polydimetylsiloxánom 5 sa čiastočne vytvrdnuté spojené vlákna j. a 2 z polydimetyldifenylsiloxánu spolu s obklopujúcim nevytvrdnutým polydimetylsiloxánom 5 na istý čas ohrejú na vhodnú teplotu tak, aby došlo k úplnému vytvrdnutiu siloxánových elastomérov polydimetyldifenylsiloxán, a polydimetylsiloxán, čím sa vytvorí celosiloxánový optický väzobný člen 6 typu 2x2.
Claims (4)
1. Spôsob prípravy optických vlnovodných väzobných členov zo siloxánových polymémych vlákien, vyznačujúci sa tým, že dve alebo viac čiastočne vytvrdených siloxánových polymémych vlákien (1), (2) sa k sebe priblížia tak, že sa vlákna v jednom alebo viacerých bodoch vzájomne dotknú a následne sa vytvorí prostredníctvom adhéznych síl pôsobiacich medzi čiastočne vytvrdnutými siloxánovými vláknami spoj (3) alebo spoje (4) s požadovanou dĺžkou.
2. Spôsob prípravy optických vlnovodných väzobných členov zo siloxánových polymémych vlákien podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že spojené čiastočne vytvrdené siloxánové vlákna (1), (2) sa zahrejú tak, že príde k úplnému vytvrdeniu siloxánového polyméru, z ktorého sú vlákna vytvorené.
3. Spôsob prípravy optických vlnovodných väzobných členov zo siloxánových polymémych vlákien podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že spojené čiastočne vytvrdnuté siloxánové polyméme vlákna (1), (2) sa vložia do nevytvrdnutého siloxánového polyméru (5) s iným indexom lomu, ako majú čiastočne vytvrdené siloxánové polyméme vlákna tak, že ich nevytvrdený siloxánový polymér (5) obklopí zo všetkých strán.
4. Spôsob prípravy optických vlnovodných väzobných členov zo siloxánových polymémych vlákien podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že sa čiastočne vytvrdnuté a spojené siloxánové polyméme vlákna (1), (2) vložené do nevytvrdeného siloxánového polyméru (5) zahrejú spolu s nevytvrdeným siloxánovým polymérom (5) tak, že príde k úplnému vytvrdnutiu čiastočne vytvrdeného aj nevytvrdeného siloxánového polyméru.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SK73-2014A SK288623B6 (sk) | 2014-10-13 | 2014-10-13 | Spôsob prípravy optických vlnovodných väzobných členov zo siloxánových polymérnych vlákien |
| PCT/SK2015/000002 WO2016060623A1 (en) | 2014-10-13 | 2015-09-28 | Technology for preparation of optical waveguide couplers from siloxane polymer fibers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SK73-2014A SK288623B6 (sk) | 2014-10-13 | 2014-10-13 | Spôsob prípravy optických vlnovodných väzobných členov zo siloxánových polymérnych vlákien |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK732014A3 SK732014A3 (sk) | 2016-05-02 |
| SK288623B6 true SK288623B6 (sk) | 2018-12-03 |
Family
ID=54705285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK73-2014A SK288623B6 (sk) | 2014-10-13 | 2014-10-13 | Spôsob prípravy optických vlnovodných väzobných členov zo siloxánových polymérnych vlákien |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| SK (1) | SK288623B6 (sk) |
| WO (1) | WO2016060623A1 (sk) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10690849B2 (en) | 2016-06-06 | 2020-06-23 | The Trustees Of Columbia University In The City Of New York | Integrated micro-lens waveguide and methods of making and using same |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6289009A (ja) * | 1985-10-16 | 1987-04-23 | Hitachi Ltd | 光フアイバ型スタ−カプラ |
| JPS63115112A (ja) * | 1986-11-04 | 1988-05-19 | Hitachi Ltd | プラスチツク光フアイバカプラおよびその製造方法 |
| JP3575107B2 (ja) * | 1995-05-16 | 2004-10-13 | 住友電装株式会社 | 光送受信装置、光送受信装置と光コネクタとを備える装置 |
| AU779320B2 (en) * | 1999-04-30 | 2005-01-13 | Spi Lasers Uk Limited | An optical fibre arrangement |
| DE10145945A1 (de) * | 2001-09-18 | 2002-04-18 | Guenter Zeidler | Lichtleiter mit einem Kern aus Silikongummi und Verfahren zur Herstellung |
-
2014
- 2014-10-13 SK SK73-2014A patent/SK288623B6/sk unknown
-
2015
- 2015-09-28 WO PCT/SK2015/000002 patent/WO2016060623A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2016060623A1 (en) | 2016-04-21 |
| SK732014A3 (sk) | 2016-05-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Martincek et al. | Technology for the preparation of PDMS optical fibers and some fiber structures | |
| Li et al. | Silicon photonics packaging with lateral fiber coupling to apodized grating coupler embedded circuit | |
| Günther et al. | Cladded self-written multimode step-index waveguides using a one-polymer approach | |
| EP3323008A1 (en) | Optical fiber and waveguide devices having expanded beam coupling | |
| Chan et al. | Reconfigurable two-mode mux/demux device | |
| Ishigure et al. | Polymer optical waveguide with multiple graded-index cores for on-board interconnects fabricated using soft-lithography | |
| Valouch et al. | Direct fabrication of PDMS waveguides via low-cost DUV irradiation for optical sensing | |
| d’Alessandro et al. | Polarization-independent nematic liquid crystal waveguides for optofluidic applications | |
| US20160077288A1 (en) | Self-writable waveguide for fiber connectors and related methods | |
| Abe et al. | Low-loss graded-index polymer crossed optical waveguide with high thermal resistance | |
| Pérez-Calixto et al. | Fabrication of large all-PDMS micropatterned waveguides for lab on chip integration using a rapid prototyping technique | |
| Martincek et al. | Fabrication and optical characterization of strain variable PDMS biconical optical fiber taper | |
| SK288623B6 (sk) | Spôsob prípravy optických vlnovodných väzobných členov zo siloxánových polymérnych vlákien | |
| Afsary et al. | DESIGN AND INVESTIGATION OF THREE-DIMENSIONAL POLARIZATION-INDEPENDENT POLYMER MACH-ZEHNDER INTERFEROMETERS AT 1550 NM | |
| Mizuno et al. | Replicated polymeric optical waveguide devices with large core connectable to plastic optical fiber using thermo-plastic and thermo-curable resins | |
| SK72016U1 (sk) | Spôsob vytvorenia zosilneného optického a mechanického spoja optických vláknových slučkových rezonátorov zo siloxánových polymérnych vlákien | |
| Prajzler et al. | Large core optical elastomer splitter fabricated by using 3D printing pattern | |
| SK288665B6 (sk) | Spôsob prípravy optických vlnovodov s povrchovou fotonickou štruktúrou zo siloxánových polymérnych vlákien | |
| He et al. | Quantitative study in coupling loss reduction under a large mode-field mismatch using a self-written waveguide | |
| Bachim et al. | Optical-fiber-to-waveguide coupling using carbon-dioxide-laser-induced long-period fiber gratings | |
| Ishigure | Graded-index core polymer optical waveguide for high-bandwidth-density optical printed circuit boards: fabrication and characterization | |
| Zanon et al. | Practical splicing of poly-methyl-methacrylate plastic optical fibers | |
| Morimoto et al. | Low-loss Single-mode Polymer Optical Waveguides: comparison between direct-curing and the Mosquito methods | |
| Deng et al. | Self-aligned single-mode polymer waveguide interconnections for efficient chip-to-chip optical coupling | |
| Prajzler et al. | Epoxy polymer optical waveguide for micro-opto-electro-mechanical systems |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QA4A | Licence offer for patent |
Effective date: 20181023 |