СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКОГО ВОЛНОВОДНОГО УСТРОЙСТВА Российский патент 2000 года по МПК G02B6/138 

Настоящее изобретение относится к оптическому волноводному устройству и, в особенности, к способу изготовления оптического волноводного устройства с использованием оптического полимера, обеспечивающему упрощение процесса посредством заднего освещения ультрафиолетовым (УФ) светом.

Для изготовления оптического волноводного устройства с использованием оптического полимера обычно применяются способы РИТ (реактивное ионное травление), фотоотбеливания или набивки индуцированного волновода. Однако эти способы требуют дополнительного вакуумного оборудования и приводят к увеличению времени обработки и сложности процесса, снижая тем самым выход продукции.

Таким образом, предметом настоящего изобретения является способ изготовления оптического волноводного устройства, необыкновенно простой за счет использования УФ-чувствительного оптического полимера.

Другим предметом настоящего изобретения является способ изготовления оптического волноводного устройства, обеспечивающий уменьшение времени обработки без применения дополнительного вакуумного оборудования для изготовления оптического волноводного устройства.

Для осуществления вышеперечисленных задач представлен способ изготовления оптического волноводного устройства. Для изготовления оптического волноводного устройства на поверхности стеклянной подложки формируется первый слой оболочки, на котором формируется металлический слой, и путем избирательного травления металлического слоя формируется металлический шаблон для формирования внутри него волноводной жилы. Затем в металлическом шаблоне формируется слой оптического полимера. В той части металлического шаблона, где отсутствует металл, слой оптического полимера подвергается облучению УФ-светом со стороны нижней поверхности подложки, и волноводная жила формируется путем удаления другой части слоя оптического полимера, за исключением облученной его части, и металлического слоя. В завершение, поверх первого слоя оболочки и волноводной жилы формируется второй слой оболочки.

Вышеописанные задачи и преимущества настоящего изобретения поясняются подробным описанием преимущественного варианта его осуществления со ссылками на сопровождающие чертежи, в которых:
фиг. 1-9 представляют собой виды в разрезе, последовательно изображающие способ изготовления оптического волноводного устройства согласно преимущественному варианту осуществления настоящего изобретения.

Преимущественный вариант осуществления настоящего изобретения будет подробно описан со ссылкой на сопутствующие чертежи. Подробное описание относительно известной функции или структуры настоящего изобретения будет опущено, чтобы не затемнять сущность настоящего изобретения.

Фиг. 1-9 представляют собой виды в разрезе, последовательно изображающие способ изготовления оптического волноводного устройства согласно преимущественному варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 1 первый слой оболочки 102 формируется путем нанесения плакированного материала на прозрачную стеклянную подложку 100. В данном случае подложка 100, способная пропускать УФ-свет 108, чтобы он мог воздействовать на слой оптического полимера 110, представляет собой слайдовое стекло или полимерное стекло, изготовленное из поликарбоната или полиметилметакрилата. Первый слой оболочки 102 имеет более низкий показатель преломления, чем материал оптического полимера для формирования волноводной жилы 114, и прозрачен в используемом оптическом диапазоне длин волн.

На фиг. 2 на первый слой оболочки 102 нанесен металлический слой 104, а на металлический слой 104 путем быстрого покрытия нанесен фототвердеющий материал 106, чтобы скрыть волноводную жилу 114.

Далее, металлический шаблон W, соответствующий волноводной жиле 114, формируется, как изображено на фиг. 4, путем облучения УФ-светом 108 металлического слоя 104, покрытого фототвердеющим материалом 106 через маску, как изображено на фиг. 3. Далее фототвердеющий материал 106 подвергается проявке путем погружения в проявочный раствор и отвердевает. Таким образом, в металлическом слое 104 формируется металлический шаблон W, как изображено на фиг. 5.

На фиг. 6 на металлическом слое 104 формируется слой оптического полимера 110 посредством нанесения путем быстрого покрытия оптического полимера, подвергающегося воздействию УФ-света 108, для формирования волноводной жилы 114. В данном случае оптический полимер для слоя оптического полимера 110 является линейным или нелинейным и имеет более высокий показатель преломления, чем первый слой оболочки 102 и второй слой оболочки 116, а также высокое пропускание в используемом оптическом диапазоне длин волн. Затем УФ-свет 108 облучает нижнюю поверхность подложки 100, на которой сформирован слой оптического полимера 110. В результате, благодаря металлическому слою 104, используемому в качестве маски, воздействию подвергается только часть слоя оптического полимера 110 в металлическом шаблоне W, тогда как оставшаяся его часть на металлическом слое 104 остается необработанной.

На фиг. 7, когда слой оптического полимера 110 вычищается с помощью подходящего вытравливающего раствора, необработанная часть слоя оптического полимера 110 вытравливается, тогда как обработанная его часть в металлическом шаблоне W не поддается травлению и становится волноводной жилой 114. Затем, металлический слой 104, действующий как маска, вытравливается при помощи подходящего вытравливающего раствора, как изображено на фиг. 8.

На фиг. 9 на первом слое оболочки 102, несущем на себе волноводную жилу 114, формируется второй слой оболочки из плакированного материала, имеющего более низкий показатель преломления, чем волноводная жила 114, и тем самым процесс изготовления оптического волноводного устройства завершается.

В данном случае набивка под действием электрического поля нелинейного оптического полимера может быть применена путем обеспечения прозрачных электродов на подложке 100, и электроды можно использовать для изготовления устройства, основанного на электрооптических эффектах. Дополнительно, на втором слое оболочки 116 может быть сформирован металлический электродный подогрев или металлический электрод для изготовления устройства, использующего термооптический или электрооптический эффекты.

Как описано выше, в способе изготовления оптического волноводного устройства согласно настоящему изобретению упрощение процесса может быть достигнуто путем использования УФ-чувствительного оптического полимера для изготовления оптического волноводного устройства. Кроме того, слой оптического полимера и фотомаску можно уберечь от загрязнения, вызванного непосредственным соприкосновением фотомаски и слоя оптического полимера при заднем освещении УФ-светом. Формированием металлического слоя, который действует как маска при облучении нижней поверхности подложки УФ-светом, избавляет от необходимости в выравнивании фотомаски на подложке, вызывая эффект самовыравнивания.

Специалисты должны учитывать, что, хотя изобретение было продемонстрировано и описано со ссылкой на определенный преимущественный вариант его осуществления, возможны различные изменения в форме и деталях, не выходящие за рамки сущности и границ изобретения, которые определены в прилагаемой ниже формуле.

Для изготовления оптического волноводного устройства на поверхности стеклянной подложки формируют первый слой оболочки, поверх которого формируют металлический слой. Путем избирательного травления металлического слоя формируют металлический шаблон для формирования в нем волноводной жилы. Затем в металлическом шаблоне формируют слой оптического полимера. Слой оптического полимера в свободных от металла участках металлического шаблона подвергают облучению ультрафиолетовым светом со стороны нижней поверхности подложки, что меняет его свойства. Волноводную жилу формируют путем удаления оставшейся части слоя оптического полимера, за исключением его облученной части, и металлического слоя. Поверх первого слоя оболочки и волноводной жилы формируют второй слой оболочки. Обеспечено упрощение процесса изготовления. 4 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Способ изготовления оптического волноводного устройства, который включает в себя этапы: формирования первого слоя оболочки на поверхности стеклянной подложки; формирования металлического слоя поверх первого слоя оболочки; формирование металлического шаблона посредством избирательного травления металлического слоя для формирования в нем волноводной жилы, отличающийся тем, что в металлическом шаблоне формируют слой оптического полимера; изменяют свойства оптического полимера в свободной от металла области металлического шаблона путем облучения ультрафиолетовым светом первого слоя оболочки; формируют волноводную жилу путем удаления оставшейся части слоя оптического полимера, за исключением его облученной части и металлического слоя; и формируют второй слой оболочки поверх первого слоя оболочки и волноводной жилы. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подложка выполнена либо из поликарбоната, либо из полиметилметакрилата. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что слой оптического полимера обладает оптической прозрачностью в используемом оптическом диапазоне длин волн и сформирован из нелинейного полимерного материала, имеющего более высокий показатель преломления, чем первый и второй слои оболочки. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что слой оптического полимера обладает оптической прозрачностью в используемом оптическом диапазоне длин волн и сформирован из линейного полимерного материала, имеющего более высокий показатель преломления, чем первый и второй слои оболочки. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что слой оптического полимера и металлический слой удаляют с помощью вытравливающего раствора.