一种聚合物波导光栅的制作方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种聚合物波导光栅的制作方法，包括：根据待制作聚合物波导光栅的类型和性能参数，确定待制作聚合物波导光栅的光栅周期、光栅周期数及其光栅处的折射率改变量；根据待制作聚合物波导光栅的聚合物材料的折射率改变量与电子束曝光剂量之间的关系，确定待形成光栅处所需的电子束曝光剂量；根据电子束的曝光剂量，设定电子束曝光系统的参数；将表面形成有聚合物波导的基片放入电子束曝光系统中，并所述光栅周期和光栅周期数，设定电子束曝光系统的曝光路径；利用所述电子束曝光系统对聚合物波导进行曝光，形成聚合物波导光栅。本发明专利技术实施例所提供的制作方法，大大提高了聚合物波导光栅制作方法的简便性和通用性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及制造聚合物波导光栅
，尤其涉及一种聚合物波导光栅的制作 方法。
技术介绍
随着高速信息化技术的发展，集成光学器件正逐步取代传统的微光学器件，成为 未来光通信、光计算和光传感器等领域的核心结构单元。在这些集成光学器件中，光波导作 为传输光信号的载体，是其基本的组成部分。 与无机材料(如硅和二氧化硅等）制备的光波导相比，有机聚合物材料制备的光波 导由于具有易于掺杂和功能化、折射率可控、易与光纤匹配、制备过程简单、柔韧性好和成 本低等优点，成为集成光学器件中光波导材料的另一种有效选择，尤其是在柔性光芯片和 光互连应用领域，具有更加凸显的优势。因此，有机聚合物光波导有着广泛的应用前景。 波导中的光栅可以实现对导波光的反射、滤波和耦合等功能，在滤波器、波分复用 /解复用器、激光器和光学传感器等各类光学器件中起着非常重要的作用，是光芯片或光互 连中必不可少的功能单元。因此，研制一种简便、通用的在聚合物波导中制备光栅的方法， 对柔性光芯片和光互连应用领域的发展具有十分重要的意义。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种简便、通用的聚合物波导光栅的 制作方法。 为解决上述问题，本专利技术实施例提供了如下技术方案： 第一方面，提出了，包括： 根据待制作聚合物波导光栅的类型和性能参数，确定所述待制作聚合物波导光栅 的光栅周期、光栅周期数及其光栅处的折射率改变量； 根据所述待制作聚合物波导光栅的聚合物材料的折射率改变量与电子束曝光剂 量之间的关系，确定所述待制作聚合物波导光栅中待形成光栅处所需的电子束曝光剂量； 根据所述电子束的曝光剂量，设定电子束曝光系统的参数； 将表面形成有聚合物波导的基片放入所述电子束曝光系统中，并根据所述待制作 聚合物波导光栅的光栅周期及光栅周期数，设定所述电子束曝光系统的曝光路径； 曝光路径设置好以后，利用所述电子束曝光系统对所述聚合物波导进行曝光，形 成聚合物波导光栅。 在第一方面的第一种可能的实现方式中，根据待制作聚合物波导光栅的类型和性 能参数，确定所述待制作聚合物波导光栅的光栅周期、光栅周期数及其光栅处的折射率改 变量包括： 根据待制作聚合物波导光栅的反射波长和光栅阶数，确定所述待制作聚合物波导 光栅的光栅周期； 根据所述待制作聚合物波导光栅的反射率，确定所述待制作聚合物波导光栅中光 栅处的折射率改变量和光栅周期数。 结合所述第一方面的第一种可能实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述待 制作聚合物波导光栅的反射波长、光栅阶数与所述待制作聚合物波导光栅的光栅周期之间 的关系为： Λ =1 λ /2neff ; 其中，Λ为所述待制作聚合物波导光栅的光栅周期；1为所述待制作聚合物波导 光栅的光栅阶数；λ为所述待制作聚合物波导光栅的反射波长，n eff为聚合物波导的有效 折射率。 结合所述第一方面的第一种可能实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述待 制作聚合物波导光栅的反射率与所述待制作聚合物波导光栅的光栅周期数、光栅处的折射 率该变量之间的关系为：【主权项】1. ，其特征在于，包括： 根据待制作聚合物波导光栅的类型和性能参数，确定所述待制作聚合物波导光栅的光 栅周期、光栅周期数及其光栅处的折射率改变量； 根据所述待制作聚合物波导光栅的聚合物材料的折射率改变量与电子束曝光剂量之 间的关系，确定所述待制作聚合物波导光栅中待形成光栅处所需的电子束曝光剂量； 根据所述电子束的曝光剂量，设定电子束曝光系统的参数； 将表面形成有聚合物波导的基片放入所述电子束曝光系统中，并根据所述待制作聚合 物波导光栅的光栅周期及光栅周期数，设定所述电子束曝光系统的曝光路径； 曝光路径设置好以后，利用所述电子束曝光系统对所述聚合物波导进行曝光，形成聚 合物波导光栅。2. 根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，根据待制作聚合物波导光栅的类型 和性能参数，确定所述待制作聚合物波导光栅的光栅周期、光栅周期数及其光栅处的折射 率改变量包括： 根据待制作聚合物波导光栅的反射波长和光栅阶数，确定所述待制作聚合物波导光栅 的光栅周期； 根据所述待制作聚合物波导光栅的反射率，确定所述待制作聚合物波导光栅中光栅处 的折射率改变量和光栅周期数。3. 根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述待制作聚合物波导光栅的反射 波长、光栅阶数与所述待制作聚合物波导光栅的光栅周期之间的关系为： A=I λ /2neff ； 其中，Λ为所述待制作聚合物波导光栅的光栅周期；1为所述待制作聚合物波导光栅 的光栅阶数；λ为所述待制作聚合物波导光栅的反射波长，nrff为聚合物波导的有效折射 率。4. 根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述待制作聚合物波导光栅的反射 率与所述待制作聚合物波导光栅的光栅周期数、光栅处的折射率该变量之间的关系为：其中，R为所述待制作聚合物波导光栅的反射率；η为聚合物波导的折射率，△ nmax为所 述待制作聚合物波导光栅中光栅处的折射率变化量；N为光栅周期数；(.V)]2 为所 述待制作聚合物波导光栅传输的光强。5. 根据权利要求1-4任一项所述的制作方法，其特征在于，所述电子束曝光系统的参 数包括：加速电压和曝光时间。6. 根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述电子束曝光剂量的范围为 100μ C/cm2-500mC/cm2,包括端点值；所述加速电压的范围为lkV-300kV，包括端点值。7. 根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述待制作聚合物波导光栅的类型 包括：布拉格光栅、长周期光栅和_啾光栅。8. 根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述聚合物波导为矩形波导、脊型波 导或圆形波导。9. 根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述聚合物波导为矩形波导或脊型 波导时，所述矩形波导或脊型波导的宽度范围为200nm - 50 μ m，包括端点值，所述矩形波导 或脊型波导的高度范围为200nm-50 μ m，包括端点值；所述聚合物波导为圆形波导时，所 述圆形波导的直径范围为200nm - 50 μ m，包括端点值。10. 根据权利要求1-9任一项所述的制作方法，其特征在于，所述聚合物波导的材料为 聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯或聚酰亚胺。【专利摘要】本专利技术实施例公开了，包括：根据待制作聚合物波导光栅的类型和性能参数，确定待制作聚合物波导光栅的光栅周期、光栅周期数及其光栅处的折射率改变量；根据待制作聚合物波导光栅的聚合物材料的折射率改变量与电子束曝光剂量之间的关系，确定待形成光栅处所需的电子束曝光剂量；根据电子束的曝光剂量，设定电子束曝光系统的参数；将表面形成有聚合物波导的基片放入电子束曝光系统中，并所述光栅周期和光栅周期数，设定电子束曝光系统的曝光路径；利用所述电子束曝光系统对聚合物波导进行曝光，形成聚合物波导光栅。本专利技术实施例所提供的制作方法，大大提高了聚合物波导光栅制作方法的简便性和通用性。【IPC分类】G02B6-13, G02B6-124【公开号】CN104730623【申请号】CN201310724408【专利技术人】王攀, 郝沁汾 【申请人】杭州华为数字技术有限公司【公开日】2015年6月24日【申请日】本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合物波导光栅的制作方法，其特征在于，包括：根据待制作聚合物波导光栅的类型和性能参数，确定所述待制作聚合物波导光栅的光栅周期、光栅周期数及其光栅处的折射率改变量；根据所述待制作聚合物波导光栅的聚合物材料的折射率改变量与电子束曝光剂量之间的关系，确定所述待制作聚合物波导光栅中待形成光栅处所需的电子束曝光剂量；根据所述电子束的曝光剂量，设定电子束曝光系统的参数；将表面形成有聚合物波导的基片放入所述电子束曝光系统中，并根据所述待制作聚合物波导光栅的光栅周期及光栅周期数，设定所述电子束曝光系统的曝光路径；曝光路径设置好以后，利用所述电子束曝光系统对所述聚合物波导进行曝光，形成聚合物波导光栅。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王攀，郝沁汾，
申请(专利权)人：杭州华为数字技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33