TWI413819B

TWI413819B - 微結構光纖選擇性注入液體之方法及其構造

Info

Publication number: TWI413819B
Application number: TW97130705A
Authority: TW
Inventors: Wood Hi Cheng; Szu Ming Yeh
Original assignee: Univ Nat Sun Yat Sen
Priority date: 2008-08-12
Filing date: 2008-08-12
Publication date: 2013-11-01
Also published as: TW201007234A

Description

微結構光纖選擇性注入液體之方法及其構造

本發明係有關於一種微結構光纖之注入液體方法及其構造，特別係有關於一種利用遮罩貫穿槽孔以對位注膠方式製作微結構光纖選擇性注入液體之方法及其構造。

習知微結構光纖係可藉由注入液體(如不同折射率材料或液晶材料)而改變其光學特性，且可廣泛應用於模態轉換裝置、光纖光柵、光纖感測器、光開關、色散補償裝置等元件，惟，微結構光纖主要是由數百個極微小的孔洞所組成，其孔洞的尺寸約為1~10μm左右，因此，要將液體選擇性地注入微結構光纖的特定孔洞內是非常困難的，而目前微結構光纖之液體注入方法主要有兩種，第一種方法是微結構光纖製作不同尺寸之微孔，並利用UV膠對不同尺寸微孔之毛細現象不同的特性，控制UV膠注入不同尺寸之微孔的深度，而微孔內的UV膠經UV照射固化後，可配合光纖長度選擇，決定較大微孔或較小微孔的堵塞，以達成選擇性的微孔液體注入，惟，此種方法僅適用於具有不同尺寸微孔的微結構光纖作選擇性液體注入，對於具有相同尺寸微孔的微結構光纖則不適用；第二種方法是利用熔接機熔燒微結構，其係藉由適當的火力控制，使得微結構光纖外層纖殼部分(clad)的微孔密合，而內層纖核部分的微孔維持開啟，如此，可控制液體僅注入內層纖核部分(core)的微孔，進而達到選擇性的微孔液體注入，惟，此種方法僅能針對空心纖核的微結構光纖作光纖纖核或纖殼的微孔液體注入，對於其它不同微孔分布之液體注入則不適用，用途相當有限。

本發明之主要目的係在於提供一種微結構光纖選擇性注入液體之方法，其包含提供一遮罩，該遮罩係具有一第一表面、一相對於該第一表面之第二表面以及複數個連通該第一表面及該第二表面之貫穿槽孔；提供一微結構光纖，該微結構光纖係具有一端面及複數個凹設於該端面之微孔，且該些微孔係包含有複數個注液孔及複數個注膠孔；將該微結構光纖之該端面抵接該遮罩，並使該微結構光纖之該些注膠孔對準該遮罩之該些貫穿槽孔；進行一注膠步驟，其係將該遮罩之該第二表面接觸一膠體，以使該膠體經由該遮罩之該些貫穿槽孔注入該微結構光纖之該些注膠孔；進行一固膠步驟，其係移除該遮罩並固化該膠體以密封該微結構光纖之該些注膠孔；以及進行一液體注入步驟，其係將該微結構光纖之該端面浸入一液體中，以使該液體注入該微結構光纖之該些注液孔內，本發明係利用該遮罩之該些貫穿槽孔以對位注膠方式選擇性密封該微結構光纖之該些注膠孔，進而可將該液體選擇地注入該微結構光纖之該些注液孔內，本發明除了可應用於具相同尺寸微孔的微結構光纖外，亦可應用於具不同尺寸微孔的微結構光纖，此外，本發明對於不同幾何形狀分布的微孔亦可達成液體選擇性注入，且在功效上本發明係可大幅簡化液體注入程序及降低製作成本。

本發明之另一目的係在於提供一種微結構光纖構造，其係具有一端面、複數個凹設於該端面之微孔以及一膠體，該些微孔係包含有複數個注液孔及複數個注膠孔，該膠體係注入於該些注膠孔且密封該些注膠孔。

請參閱第1及2A至2H圖，其係本發明之一較佳實施例，一種微結構光纖選擇性注入液體之方法，其步驟係詳述如下：首先，請參閱第1圖之步驟(s1)及第2A圖，提供一遮罩10，該遮罩10係具有一第一表面10a、至少一凹設於該第一表面10a之對位凹槽11、一相對於該第一表面10a之第二表面10b以及至少一或複數個貫穿槽孔12，在本實施例中，係以複數個貫穿槽孔12說明，該對位凹槽11係具有一底面11a，該些貫穿槽孔12係連通該第二表面10b及該對位凹槽11之該底面11a，請參閱第3圖，該些貫穿槽孔12係可排列成圓形狀、六角形狀、線條狀或其它幾何形狀，請再參閱第2A圖，在本實施例中，該些貫穿槽孔12係排列成六角形狀，且該些貫穿槽孔12係具有相同尺寸，較佳地，該些貫穿槽孔12係以光微影蝕刻技術形成；接著，請參閱第1圖之步驟(s2)及第2B圖，提供一微結構光纖20，該微結構光纖20係具有一端面20a及複數個凹設於該端面20a之微孔21，在本實施例中，該些微孔21係具有相同尺寸，且該些微孔21係包含有至少一或複數個注液孔211及至少一或複數個注膠孔212，在本實施例中，係以複數個注液孔211及複數個注膠孔212說明；之後，請參閱第1圖之步驟(s3)及第2C圖，將該微結構光纖20之該端面20a抵接該遮罩10，並使該微結構光纖20之該些注膠孔212對準該遮罩10之該些貫穿槽孔12，在本實施例中，該微結構光纖20之該端面20a係抵接該遮罩10之該對位凹槽11之該底面11a；接著，請參閱第1圖之步驟(s4)、第2D及2E圖，進行一注膠步驟，其係將該遮罩10之該第二表面10b接觸一膠體30，以使該膠體30經由該遮罩10之該些貫穿槽孔12注入該微結構光纖20之該些注膠孔212，在本實施例中，該膠體30係為熱熔膠，且該膠體30係以高溫塗佈方式形成於一基板40上，該膠體30在常溫下冷卻為固態膠體，因此，在本注膠步驟中，其必須加熱該膠體30，以使該膠體30熔化並經由該遮罩10之該些貫穿槽孔12注入該微結構光纖20之該些注膠孔212，或者，在另一實施例中，該遮罩10係可為光阻遮罩，且該遮罩10係可直接形成於該膠體30上；之後，請參閱第1圖之步驟(s5)、第2F及4圖，進行一固膠步驟，其係移除該遮罩10並固化該膠體30，以密封該微結構光纖20之該些注膠孔212；最後，請參閱第1圖之步驟(s6)、第2G、2H及5圖，進行一液體注入步驟，其係將該微結構光纖20之該端面20a浸入一液體50中，以使該液體50注入該微結構光纖20之該些注液孔211內，此外，請參閱第2I圖，在完成該液體注入步驟後，可另包含進行一光纖切割步驟，其係切除該微結構光纖20 具有該膠體30之部分，以完成該微結構光纖20選擇性注入液體之程序。

請再參閱第2H及5圖，其係依據本發明之方法所製得之微結構光纖構造係具有一端面20a、複數個凹設於該端面20a之微孔21、一膠體30以及一液體50，該些微孔21係分別定義有複數個注液孔211及複數個注膠孔212，該膠體30係注入於該些注膠孔212且密封該些注膠孔212，而該液體50係注入於該些注液孔211內。

本發明係利用該遮罩10之該些貫穿槽孔12以對位注膠方式選擇性密封該微結構光纖20之該些注膠孔212，進而可將該液體50選擇地注入該微結構光纖20之該些注液孔211內，本發明除了可應用於具相同尺寸微孔的微結構光纖外，亦可應用於具不同尺寸微孔的微結構光纖，此外，本發明對於不同幾何形狀分布的微孔亦可達成液體選擇性注入，且在功效上本發明係可大幅簡化液體注入程序及降低製作成本。

本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準，任何熟知此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內所作之任何變化與修改，均屬於本發明之保護範圍。

10‧‧‧遮罩

10a‧‧‧第一表面

10b‧‧‧第二表面

11‧‧‧對位凹槽

11a‧‧‧底面

12‧‧‧貫穿槽孔

20‧‧‧微結構光纖

20a‧‧‧端面

21‧‧‧微孔

211‧‧‧注液孔

212‧‧‧注膠孔

30‧‧‧膠體

40‧‧‧基板

50‧‧‧液體

(s1)‧‧‧提供一遮罩，該遮罩係具有一第一表面、一相對於該第一表面之第二表面以及複數個連通該第一表面及該第二表面之貫穿槽孔

(s2)‧‧‧提供一微結構光纖，該微結構光纖係具有一端面及複數個凹設於該端面之微孔，且該些微孔係包含有複數個注液孔及複數個注膠孔

(s3)‧‧‧將該微結構光纖之該端面抵接該遮罩，並使該微結構光纖之該些注膠孔對準該遮罩之該些貫穿槽孔

(s4)‧‧‧進行一注膠步驟，其係將該遮罩之該第二表面接觸一膠體，以使該膠體經由該遮罩之該些貫穿槽孔注入該微結構光纖之該些注膠孔

(s5)‧‧‧進行一固膠步驟，其係固化該膠體以密封該微結構光纖之該些注膠孔

(s6)‧‧‧進行一液體注入步驟，其係將該微結構光纖之該端面浸入一液體中，以使該液體注入該微結構光纖之該些注液孔內

第1圖：依據本發明之一較佳實施例，一種微結構光纖選擇性注入液體之步驟流程圖。

第2A至2I圖：依據本發明之一較佳實施例，該微結構光纖選擇性注入液體之方法流程示意圖。

第3圖：依據本發明之一具體實施例，不同幾何形狀排列之貫穿槽孔分佈圖。

第4圖：沿第2F圖A-A線，完成固膠步驟後之該微結構光纖之剖視圖。

第5圖：沿第2H圖B-B線，完成液體注入步驟後之該微結構光纖之剖視圖。

Claims

一種微結構光纖選擇性注入液體之方法，其包含：提供一遮罩，該遮罩係具有一第一表面、一相對於該第一表面之第二表面以及複數個貫穿槽孔；提供一微結構光纖，該微結構光纖係具有一端面及複數個凹設於該端面之微孔，且該些微孔係包含有複數個注液孔及複數個注膠孔；將該微結構光纖之該端面抵接該遮罩，並使該微結構光纖之該些注膠孔對準該遮罩之該些貫穿槽孔；進行一注膠步驟，其係將該遮罩之該第二表面接觸一膠體，以使該膠體經由該遮罩之該些貫穿槽孔注入該微結構光纖之該些注膠孔；進行一固膠步驟，其係移除該遮罩並固化該膠體以密封該微結構光纖之該些注膠孔；進行一液體注入步驟，其係將該微結構光纖之該端面浸入一液體中，以使該液體注入該微結構光纖之該些注液孔內；以及進行一光纖切割步驟，其係切除該微結構光纖具有該膠體之部分。
如申請專利範圍第1項所述之微結構光纖選擇性注入液體之方法，其中該微結構光纖之該些微孔係具有相同尺寸。
如申請專利範圍第1項所述之微結構光纖選擇性注入液體之方法，其中該遮罩之該些貫穿槽孔係可排列成圓形狀、六角形狀、線條狀或其它幾何形狀。
如申請專利範圍第1項所述之微結構光纖選擇性注入液體之方法，其中該遮罩之該些貫穿槽孔係以光微影蝕刻技術形成。
如申請專利範圍第1項所述之微結構光纖選擇性注入液體之方法，其中該遮罩係具有至少一凹設於該第一表面之對位凹槽，該對位凹槽係具有一底面，該些貫穿槽孔係連通該第二表面及該對位凹槽之該底面。
如申請專利範圍第5項所述之微結構光纖選擇性注入液體之方法，其中該微結構光纖之該端面係抵接該對位凹槽之該底面。
如申請專利範圍第1項所述之微結構光纖選擇性注入液體之方法，其中該膠體係形成於一基板上。
如申請專利範圍第7項所述之微結構光纖選擇性注入液體之方法，其中該膠體係為熱熔膠。
如申請專利範圍第8項所述之微結構光纖選擇性注入液體之方法，在該注膠步驟中，其係加熱該膠體，以使該膠體熔化並經由該遮罩之該些貫穿槽孔注入該微結構光纖之該些注膠孔。
如申請專利範圍第9項所述之微結構光纖選擇性注入液體之方法，其中該遮罩係為光阻遮罩，且該遮罩係直接形成於該膠體上。
如申請專利範圍第1項所述之微結構光纖選擇性注入液體之方法，其中該遮罩之該些貫穿槽孔係具有相同尺寸。
一種微結構光纖選擇性注入液體之方法，其包含：提供一遮罩，該遮罩係具有一第一表面、一相對於該第一表面之第二表面以及至少一貫穿槽孔；提供一微結構光纖，該微結構光纖係具有一端面及複數個凹設於該端面之微孔，且該些微孔係包含有至少一注液孔及至少一注膠孔；將該微結構光纖之該端面抵接該遮罩，並使該微結構光纖之該注膠孔對準該遮罩之該貫穿槽孔；進行一注膠步驟，其係將該遮罩之該第二表面接觸一膠體，以使該膠體經由該遮罩之該貫穿槽孔注入該微結構光纖之該注膠孔；進行一固膠步驟，其係移除該遮罩並固化該膠體以密封該微結構光纖之該注膠孔；以及進行一液體注入步驟，其係將該微結構光纖之該端面浸入一液體中，以使該液體注入該微結構光纖之該注液孔內。
如申請專利範圍第12項所述之微結構光纖選擇性注入液體之方法，其中該遮罩係具有至少一凹設於該第一表面之對位凹槽，該對位凹槽係具有一底面，該貫穿槽孔係連通該第二表面及該對位凹槽之該底面。
如申請專利範圍第13項所述之微結構光纖選擇性注入液體之方法，其中該微結構光纖之該端面係抵接該對位凹槽之該底面。
如申請專利範圍第12項所述之微結構光纖選擇性注入液體之方法，其中該膠體係形成於一基板上。
如申請專利範圍第15項所述之微結構光纖選擇性注入液體之方法，其中該膠體係為熱熔膠。
如申請專利範圍第16項所述之微結構光纖選擇性注入液體之方法，在該注膠步驟中，其係加熱該膠體，以使該膠體熔化並經由該遮罩之該貫穿槽孔注入該微結構光纖之該注膠孔。
如申請專利範圍第15項所述之微結構光纖選擇性注入液體之方法，其中該遮罩係為光阻遮罩，且該遮罩係直接形成於該膠體上。