SK732014A3 - 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
- SK732014A3 SK732014A3 SK73-2014A SK732014A SK732014A3 SK 732014 A3 SK732014 A3 SK 732014A3 SK 732014 A SK732014 A SK 732014A SK 732014 A3 SK732014 A3 SK 732014A3
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- fibers
- siloxane
- siloxane polymer
- partially cured
- uncured
- 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 alebo viacerých bodoch a následne sa vytvorí spoj/e (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 požadovanej dĺžky.
Description
TechaoJógiá prípravy optických vlnovodných väzobných členov zo siloxánových polymérnych vlákien
Oblasť techniky
Vynález sa týka technológie prípravy optických vlnovodných väzobných členov pomocou siloxánových polymérnych 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 vlnovodnými 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 technológiami, napr. z optických vlákien, z planámych vlnovodov a z rôznych materiálov, ako je tavený kremeň, niobát lítia, kremík a podobne.
V súčasnosti sa vo vlnovodnej optike čoraz častejšie stretávame s využívaním rôznych polymérnych materiálov, ako sú polymetylmetakrylát, polystyrén, polykarbonát, 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 kremíkovo-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. QUAKE, 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. BERDICHEVSKY, Y.-H. LO, “A prealigned process of integrating optical waveguides with microfluidic devices,” IEEE Photon. Technol. Lett. Vol. 16, 1525-1527 (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. CAI, 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 vytvrdzovacieho činidla dochádza k vytvrdnutiu siloxánového polyméru, ktoré je závislé na teplote a čase. V závislosti 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 technológie 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 seba 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.
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
Technológia prípravy optických vlnovodných väzobných členov zo siloxánových polymémych vlákien je bližšie objasnená pomocou výkresov, na ktorých znázorňuje, obr.l dve čiastočne vytvrdené siloxánové polyméme 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 objasníme na popise postupu vytvorenia celosiloxánového optického vláknového väzobného člena typu 2x2, ktorý má dva vlnovodné vstupy a dva vlnovodné výstupy. Postup vytvorenia takéhoto väzobného člena je nasledovný.
Na prípravu siloxánových vlákien sa použije dvojzložkový siloxánový elastomér LS-6943 od firmy NuSil Technology, ktorý sa skladá zo zložky A-prepolymér a zložky B-vytvrdzovacie činidlo. Zložky A a B sa zmiešajú v pomere 10:1 v nádobe. Približne po 8-9 hodinách pri izbovej teplote siloxán v nádobe čiastočne vytvrdne a nadobudne takú viskozitu, že je z neho možné pomocou vlákna alebo tyčky, ktoré sa ponoria do siloxánu v nádobe a následne vyberú, vyťahovať vlákna. Po vytiahnutí dvoch čiastočne vytvrdených siloxánových vlákien 1 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 1 a 2 sa spojené vlákna 1 a 2 vložia do nevytvrdeného dvojzložkového siloxánového elastoméru 5 Sylgard 184 od firmy DowComing tak, aby siloxánový elastomér 5 obklopil spojené vlákna 1 a 2 zo všetkých strán. Siloxánový elastomér 5 Sylgard 184 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 siloxánový elastomér 5 Sylgard 184 má vo viditeľnej a blízkej infračervenej oblasti menší index lomu ako elastomér LS-6943, vytvorí sa z vlákien 1 a 2 optický vlnovod, ktorý vedie optické žiarenie na základe úplného vnútorného odrazu na rozhraní elastomérov LS-6943 a Sylgard 184. Po obklopení vlákien 1 a 2 nevytvrdeným elastomérom 5 Sylgard 184 sa čiastočne vytvrdnuté spojené vlákna 1 a2_zo siloxánového elastoméru LS-6943 spolu s obklopujúcim nevytvrdeným elastomérom 5 Sylgard 184 na istý čas ohrejú na vhodnú teplotu tak, aby došlo k úplnému vytvrdeniu siloxánových elastomérov LS-6943 a Sylgard 184, čím sa vytvorí celosiloxánový optický väzobný člen 6 typu 2x2.
Priemyselná využiteľnosť
Technológia prípravy optických víno vodných väzobných členov zo siloxánových polymémych vlákien môže nájsť využitie pri vytváraní víno vodných optických prvkov pre potreby fotonického priemyslu.
Claims (4)
1. 'FeehrietégiÄ prípravy optických vlnovodných väzobných členov zo siloxánových polymémych vlákien vyznačujúca 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) požadovanej dĺžky.
- .
... 1 . -
2. JgGanológiá prípravy optických vlnovodných väzobných členov zo siloxánových polymémych vlákien podľa nároku 1 vyznačujúca 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.
„ Ί
3. Jľechnotógiff prípravy optických vlnovodných väzobných členov zo siloxánových polymémych vlákien podľa nároku 1 vyznačujúca 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. ^eehnotógiá prípravy optických vlnovodných väzobných členov zo siloxánových polymémych vlákien podľa nároku 3 vyznačujúca 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 true SK732014A3 (sk) | 2016-05-02 |
| SK288623B6 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 |
| EP1175714B1 (en) * | 1999-04-30 | 2009-01-07 | SPI Lasers UK Limited | Method of producing an amplifying optical fibre device |
| 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 |
|---|---|
| SK288623B6 (sk) | 2018-12-03 |
| WO2016060623A1 (en) | 2016-04-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Missinne et al. | Stretchable optical waveguides | |
| Chang-Yen et al. | A monolithic PDMS waveguide system fabricated using soft-lithography techniques | |
| Pan et al. | Short and robust silicon mode (de) multiplexers using shortcuts to adiabaticity | |
| CN102292665B (zh) | 集成光学波导干涉传感器 | |
| EP3323008A1 (en) | Optical fiber and waveguide devices having expanded beam coupling | |
| Günther et al. | Cladded self-written multimode step-index waveguides using a one-polymer approach | |
| Valouch et al. | Direct fabrication of PDMS waveguides via low-cost DUV irradiation for optical sensing | |
| US20160077288A1 (en) | Self-writable waveguide for fiber connectors and related methods | |
| d’Alessandro et al. | Polarization-independent nematic liquid crystal waveguides for optofluidic applications | |
| Martincek et al. | Fabrication and optical characterization of strain variable PDMS biconical optical fiber taper | |
| Pérez-Calixto et al. | Fabrication of large all-PDMS micropatterned waveguides for lab on chip integration using a rapid prototyping technique | |
| SK732014A3 (sk) | Spôsob prípravy optických vlnovodných väzobných členov zo siloxánových polymérnych vlákien | |
| Missinne et al. | Curing kinetics of step-index and graded-index single mode polymer self-written waveguides | |
| Errando-Herranz et al. | Integration of microfluidics with grating coupled silicon photonic sensors by one-step combined photopatterning and molding of OSTE | |
| Mohammed et al. | Improvement of optical and mechanical properties of self-written polymer waveguides attached to optical fibers | |
| SK7583Y1 (sk) | Spôsob vytvorenia zosilneného optického a mechanického spoja optických vláknových slučkových rezonátorov zo siloxánových polymérnych vlákien | |
| SK288665B6 (sk) | Spôsob prípravy optických vlnovodov s povrchovou fotonickou štruktúrou zo siloxánových polymérnych vlákien | |
| Prajzler et al. | Large core optical elastomer splitter fabricated by using 3D printing pattern | |
| Guan et al. | An EpoClad/EpoCore-based platform for MOEMS fabrication | |
| EP2909662B1 (en) | Technology for preparation of optical fiber waveguides from polydimethylsiloxane | |
| He et al. | Quantitative study in coupling loss reduction under a large mode-field mismatch using a self-written waveguide | |
| Zanon et al. | Practical splicing of poly-methyl-methacrylate plastic optical fibers | |
| Ishigure | Graded-index core polymer optical waveguide for high-bandwidth-density optical printed circuit boards: fabrication and characterization | |
| Morimoto et al. | Low-loss Single-mode Polymer Optical Waveguides: comparison between direct-curing and the Mosquito methods | |
| Kim et al. | Fabrication of thermally stable and cost-effective polymeric waveguide for optical printed-circuit board |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QA4A | Licence offer for patent |
Effective date: 20181023 |