光纖端面的微加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光纖加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及光纖端面的微加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖是光導(dǎo)纖維的簡寫，是一種由玻璃或塑料制成的纖維，可作為光傳導(dǎo)工具。傳輸原理是‘光的全反射’。光纖的種類很多，根據(jù)用途不同，所需要的功能和性能也有所差異。但對于有線電視和通信用的光纖，其設(shè)計和制造的原則基本相同，諸如:①損耗小?’②有一定帶寬且色散??；③接線容易；④易于成統(tǒng)；⑤可靠性高制造比較簡單；⑦價廉等。光纖的分類主要是從工作波長、折射率分布、傳輸模式、原材料和制造方法上作一歸納的，茲將各種分類舉例如下:
(1)工作波長:紫外光纖、可觀光纖、近紅外光纖、紅外光纖(0.85 μ m、1.3 μ m、1.55 μm)。
[0003](2)折射率分布:階躍(SI)型光纖、近階躍型光纖、漸變(GI)型光纖、其它(如三角型、W型、凹陷型等)。
[0004](3)傳輸模式:單模光纖(含偏振保持光纖、非偏振保持光纖)、多模光纖。
[0005](4)原材料:石英光纖、多成分玻璃光纖、塑料光纖、復(fù)合材料光纖(如塑料包層、液體纖芯等)、紅外材料等。按被覆材料還可分為無機(jī)材料(碳等)、金屬材料(銅、鎳等)和塑料等。
[0006](5 )制造方法:預(yù)塑有汽相軸向沉積(VAD )、化學(xué)汽相沉積(CVD )等，拉絲法有管律法(Rod intube)和雙i甘鍋法等。
[0007]近年來，光纖廣泛應(yīng)用于通信、照明、圖像傳輸和傳感器等領(lǐng)域，甚至由于其透光性能優(yōu)良，逐漸應(yīng)用于生物芯片領(lǐng)域。為了實(shí)現(xiàn)功能，使芯片達(dá)到可使用的物理結(jié)構(gòu)，需要對芯片進(jìn)彳丁精確的加工。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)需要對光刻膠進(jìn)行旋轉(zhuǎn)涂膠，很容易造成甩膠不均勻，還需要去除邊緣光刻膠的步驟，并且因?yàn)榧夹g(shù)限制，不能夠加工出任意所需形狀，不利于推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的一個目的是一種光纖端面的微加工方法，包括以下步驟:
(1)在光纖端面涂光刻膠，形成均勻光刻膠層；
(2)對光纖端面進(jìn)行烘干；
(3)進(jìn)行激光自動對準(zhǔn)，曝光，顯影，清洗，使用真空熱板烘干；
(4)使用干法刻蝕對光纖端面進(jìn)行刻蝕，得到光纖端面反應(yīng)池。
[0010]所述清洗先使用三乙醇胺，再使用水沖洗。
[0011]所述光纖為石英光纖。
[0012]所述涂光刻膠使用噴涂裝置，優(yōu)選為高壓無氣噴涂裝置，噴出速度在100-110m/s，得到光刻膠的厚度為1-1.5 μ m。
[0013]所述光刻膠為PAC (重氮萘醌磺酸酯類光活性化合物)、線型酚醛樹脂和溶劑組成；所述溶劑為四氫呋喃和乙酸乙酯。
[0014]所述光刻膠在使用時，用溶劑稀釋5倍。
[0015]所述步驟(2)中烘干的溫度為55-65°C，時間為15-30分鐘。所述步驟(3)中烘干溫度為130-135°C，時間為40-55s。
[0016]所述曝光為投影式曝光。
[0017]所述顯影的顯影液使用TMAH(四甲基氫氧化銨)，顯影溫度為18°C _25°C，顯影時間為 90-150s。
[0018]所述刻蝕氣體為三氟化氮和氧氣。
[0019]本發(fā)明的工藝簡單，可操作性強(qiáng)，對準(zhǔn)度高，適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，有利于推廣應(yīng)用。多次的烘干過程能夠避免各個步驟之間的干擾。高壓無氣噴涂裝置確保了噴出的光刻膠液滴較小，涂布均勻，避免了旋轉(zhuǎn)涂膠時甩膠不均勻和去除邊緣光刻膠的步驟。本發(fā)明制得的芯片能夠應(yīng)用于多個領(lǐng)域，比如制備微流控芯片、蛋白芯片或者基因芯片。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例1
(1)清洗石英光纖端面，先使用三乙醇胺洗滌，再使用水沖洗，然后65°C吹片烘干30分鐘；
(2)使用四氫呋喃和乙酸乙酯將光刻膠稀釋5倍，光刻膠為PAC、線型酚醛樹脂、四氫呋喃和乙酸乙酯的混合物，使用高壓無氣噴涂裝置在光纖端面涂光刻膠，噴出速度為100m/S，得到光刻膠的厚度為1.2 μ m，形成均勻光刻膠層；
(3)對光纖端面進(jìn)行65°C烘干15分鐘；
(4)進(jìn)行激光自動對準(zhǔn)，進(jìn)行投影式曝光，在18°C下，使用TMAH顯影90s，清洗，先使用三乙醇胺，再使用水沖洗，使用真空熱板于135°C烘干40s ;
(5)使用干法刻蝕對光纖端面進(jìn)行刻蝕，刻蝕氣體為三氟化氮和氧氣，得到光纖端面反應(yīng)池。
[0021]實(shí)施例2
(1)清洗石英光纖端面，先使用三乙醇胺洗滌，再使用水沖洗，然后55°C吹片烘干15分鐘；
(2)使用四氫呋喃和乙酸乙酯將光刻膠稀釋5倍，光刻膠為PAC、線型酚醛樹脂、四氫呋喃和乙酸乙酯的混合物，使用高壓無氣噴涂裝置在光纖端面涂光刻膠，噴出速度為106m/s，得到光刻膠的厚度為1 μ m，形成均勻光刻膠層；
(3)對光纖端面進(jìn)行60°C烘干23分鐘；
(4)進(jìn)行激光自動對準(zhǔn)，進(jìn)行投影式曝光，在25°C下，使用TMAH顯影150s，清洗，先使用三乙醇胺，再使用水沖洗，使用真空熱板于133°C烘干50s ;
(5)使用干法刻蝕對光纖端面進(jìn)行刻蝕，刻蝕氣體為三氟化氮和氧氣，得到光纖端面反應(yīng)池。
[0022]實(shí)施例3
(1)清洗石英光纖端面，先使用三乙醇胺洗滌，再使用水沖洗，然后57°C吹片烘干25分鐘；
(2)使用四氫呋喃和乙酸乙酯將光刻膠稀釋5倍，光刻膠為PAC、線型酚醛樹脂、四氫呋喃和乙酸乙酯的混合物，使用高壓無氣噴涂裝置在光纖端面涂光刻膠，噴出速度為lOOm/s，得到光刻膠的厚度為1.5 μ m，形成均勻光刻膠層；
(3)對光纖端面進(jìn)行65°C烘干15分鐘；
(4)進(jìn)行激光自動對準(zhǔn)，進(jìn)行投影式曝光，在20°C下，使用TMAH顯影100s，清洗，先使用三乙醇胺，再使用水沖洗，使用真空熱板于135°C烘干55s ;
(5)使用干法刻蝕對光纖端面進(jìn)行刻蝕，刻蝕氣體為三氟化氮和氧氣，得到光纖端面反應(yīng)池。
[0023]實(shí)施例4
(1)清洗石英光纖端面，先使用三乙醇胺洗滌，再使用水沖洗，然后55°C吹片烘干28分鐘；
(2)使用四氫呋喃和乙酸乙酯將光刻膠稀釋5倍，光刻膠為PAC、線型酚醛樹脂、四氫呋喃和乙酸乙酯的混合物，使用高壓無氣噴涂裝置在光纖端面涂光刻膠，噴出速度為lOOm/s，得到光刻膠的厚度為1.3 μ m，形成均勻光刻膠層；
(3)對光纖端面進(jìn)行65°C烘干15分鐘；
(4)進(jìn)行激光自動對準(zhǔn)，進(jìn)行投影式曝光，在23°C下，使用TMAH顯影120s，清洗，先使用三乙醇胺，再使用水沖洗，使用真空熱板于130°C烘干45s ;
(5)使用干法刻蝕對光纖端面進(jìn)行刻蝕，刻蝕氣體為三氟化氮和氧氣，得到光纖端面反應(yīng)池。
[0024]實(shí)施例5
(1)清洗石英光纖端面，先使用三乙醇胺洗滌，再使用水沖洗，然后64°C吹片烘干16分鐘；
(2)使用四氫呋喃和乙酸乙酯將光刻膠稀釋5倍，光刻膠為PAC、線型酚醛樹脂、四氫呋喃和乙酸乙酯的混合物，使用高壓無氣噴涂裝置在光纖端面涂光刻膠，噴出速度為108m/s，得到光刻膠的厚度為1 μ m，形成均勻光刻膠層；
(3)對光纖端面進(jìn)行62°C烘干16分鐘；
(4)進(jìn)行激光自動對準(zhǔn)，進(jìn)行投影式曝光，在21°C下，使用TMAH顯影135s，清洗，先使用三乙醇胺，再使用水沖洗，使用真空熱板于135°C烘干40s ;
(5)使用干法刻蝕對光纖端面進(jìn)行刻蝕，刻蝕氣體為三氟化氮和氧氣，得到光纖端面反應(yīng)池。
[0025]上述詳細(xì)說明是針對本發(fā)明其中之一可行實(shí)施例的具體說明，該實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明的專利范圍，凡未脫離本發(fā)明所為的等效實(shí)施或變更，均應(yīng)包含于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種光纖端面的微加工方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)在光纖端面涂光刻膠，形成均勻光刻膠層； (2)對光纖端面進(jìn)行烘干； (3)進(jìn)行激光自動對準(zhǔn)，曝光，顯影，清洗，使用真空熱板烘干； (4)使用干法刻蝕對光纖端面進(jìn)行刻蝕，得到光纖端面反應(yīng)池。2.如權(quán)利要求1所述的光纖端面的微加工方法，其特征在于，所述清洗先使用三乙醇胺，再使用水沖洗。3.如權(quán)利要求1所述的光纖端面的微加工方法，其特征在于，所述光纖為石英光纖。4.如權(quán)利要求1所述的光纖端面的微加工方法，其特征在于，所述涂光刻膠使用噴涂裝置，優(yōu)選為高壓無氣噴涂裝置，噴出速度在100-1 lOm/s，得到光刻膠的厚度為1-1.5 μ m。5.如權(quán)利要求1所述的光纖端面的微加工方法，其特征在于，所述光刻膠為PAC、線型酚醛樹脂和溶劑組成；所述溶劑為四氫呋喃和乙酸乙酯。6.如權(quán)利要求1所述的光纖端面的微加工方法，其特征在于，所述光刻膠在使用時，用溶劑稀釋5倍。7.如權(quán)利要求1所述的光纖端面的微加工方法，其特征在于，所述步驟(2)中烘干的溫度為55-65°C，時間為15-30分鐘。8.所述步驟(3)中烘干溫度為130-135°C，時間為40_55s。9.如權(quán)利要求1所述的光纖端面的微加工方法，其特征在于，所述曝光為投影式曝光。10.如權(quán)利要求1所述的光纖端面的微加工方法，其特征在于，所述顯影的顯影液使用TMAH，顯影溫度為18°C _25°C，顯影時間為90_150s。11.如權(quán)利要求1所述的光纖端面的微加工方法，其特征在于，所述刻蝕氣體為三氟化氮和氧氣。
【專利摘要】本發(fā)明公開了光纖端面的微加工方法，包括以下步驟：在光纖端面涂光刻膠，形成均勻光刻膠層；烘干；進(jìn)行對準(zhǔn)，曝光，顯影，清洗，使用真空熱板烘干；進(jìn)行刻蝕，得到光纖端面反應(yīng)池。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了光纖端面反應(yīng)池的低成本、高精度的加工。
【IPC分類】G02B6/25
【公開號】CN105278037
【申請?zhí)枴緾N201510521778
【發(fā)明人】陳哲, 張睿, 王者馥, 王緒敏, 殷金龍, 任魯風(fēng)
【申請人】北京中科紫鑫科技有限責(zé)任公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年8月24日