光波导薄膜及阵列波导光栅制造技术

技术编号:17683744 阅读:282 留言:0更新日期:2018-04-12 03:29
本实用新型专利技术公开一种光波导薄膜和应用该光波导薄膜的阵列波导光栅,所述光波导薄膜包括硅基底层和设于所述硅基底层一侧的二氧化锆芯层、及包裹于所述二氧化锆芯层外表面的二氧化硅层,所述二氧化硅层与所述硅基底层层之间还设有连接层,所述连接层采用聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚二甲酸乙醇酯中的任一项,所述连接层在波长为0.750um‑1.55um范围内为透明,且折射率为1.40‑1.70。本实用新型专利技术技术方案的光波导薄膜结构通过在硅基底层和二氧化硅层之间设置连接层,可以很好的解决硅基底和二氧化硅直接接触容易脱落或卷曲的缺陷,并且韧性更好。

【技术实现步骤摘要】
光波导薄膜及阵列波导光栅
本技术涉及光波导薄膜和应用该光波导薄膜的阵列波导光栅。
技术介绍
现有技术中的硅基底层二氧化硅薄膜,以包裹有二氧化硅作为薄层材料,其制备工艺采用火焰水解法、热氧化法或等离子体气相沉积法等,然后通过掺杂制备高折射率材料,由于硅和SiO2热膨胀系数不同,在热处理过程中SiO2易从硅衬底上脱落或发生卷曲。
技术实现思路
本技术的主要目的是提供一种光波导薄膜,旨在解决硅基与二氧化硅之间发生脱落或卷曲的缺陷。为实现上述目的,本技术提出的一种光波导薄膜,应用于阵列波导光栅,其特征在于,所述光波导薄膜包括硅基底层和设于所述硅基底层一侧的二氧化锆芯层、及包裹于所述二氧化锆芯层外表面的二氧化硅层,所述二氧化硅层与所述硅基底层层之间还设有连接层,所述连接层采用聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚二甲酸乙醇酯中的任一项,所述连接层在波长为0.750um-1.55um范围内为透明,且折射率为1.40-1.70。。可选地,连接层采用聚甲基丙烯酸甲酯,其在波长为0.80um-1.50um范围内为透明,且折射率为1.40-1.58。可选地,连接层的厚度值为18um-20um。可选地,连接层的厚度值为19um。可选地,二氧化锆芯层的厚度值为4.5um-5.5um。可选地,二氧化锆芯层的厚度值为5um。可选地,二氧化硅层的厚度值为2.5um-3.5um。可选地,二氧化硅层的厚度值为3um。可选地,硅基底层背离所述二氧化锆层的一侧还设有硬涂层,所述硬涂层的厚度为5um。本技术还提供一种阵列波导光栅,包括光波导薄膜,其中该光波导薄膜包括硅基底层和设于所述硅基底层一侧的二氧化锆芯层、及包裹于所述二氧化锆芯层的二氧化硅层,所述二氧化硅层与所述硅基底层层之间还设有连接层,所述连接层采用聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚二甲酸乙醇酯中的任一项或其任意项组合的混合物,所述连接层在波长为0.750um-1.55um范围内为透明,且折射率为1.40-1.70。本技术技术方案的光波导薄膜结构通过在硅基底层和二氧化硅层之间设置连接层,该连接层采用的的材质为聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚二甲酸乙醇酯中的任一项,其质轻性柔,当对二氧化硅层和硅基底层进行热处理时,连接层可有效衔接二氧化硅层和硅基底层,避免二氧化硅层和硅基底层之间直接接触时,因为热膨胀系数差异较大导致脱落或卷曲的缺陷发生。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本技术光波导薄膜一实施例的结构示意图。附图标号说明:标号名称标号名称100光波导薄膜51二氧化硅下包层10硅基底层52二氧化硅上包层30连接层70二氧化锆芯层50二氧化硅层90硬涂层本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。需要说明,本技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。另外,在本技术中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本技术要求的保护范围之内。在本技术中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,“固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。本技术提出一种光波导薄膜100,应用于阵列波导光栅。参照图1,在本技术实施例中,光波导薄膜100包括硅基底层10和设于所述硅基底层10一侧的二氧化锆芯层70、及包裹于所述二氧化锆芯层70外表面的二氧化硅层50,所述二氧化硅层50与所述硅基底层10层之间还设有连接层30,所述连接层30采用聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚二甲酸乙醇酯中的任一项或其任意项组合的混合物,所述连接层30在波长为0.750um-1.55um范围内为透明,且折射率为1.40-1.70。本技术技术方案的光波导薄膜100结构通过在硅基底层10和二氧化硅层50之间设置连接层30,该连接层30采用的的材质为聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚二甲酸乙醇酯中的任一项,其质轻性柔,当对二氧化硅层50和硅基底层10进行热处理时,连接层30可有效衔接二氧化硅层50和硅基底层10,避免二氧化硅层30和硅基底层10之间直接接触时,因为热膨胀系数差异较大导致脱落或卷曲的缺陷发生。需要说明的是,本技术实施例中的聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚二甲酸乙醇酯均为现有材料,本技术技术方案只是将各材质进行合理排布设置。进一步地,本技术中所述的连接层30以采用聚甲基丙烯酸甲酯为例,其在波长为0.80um-1.50um范围内为透明,且折射率为1.40-1.58。本技术技术方案以连接层30采用聚甲基丙烯酸甲酯为例,光波导薄膜100制备过程为:首先通过将聚甲基丙烯酸甲酯粉末加入到三氯甲烷溶剂中,充分溶解,然后对混合溶液进行真空过滤,去除溶液中不溶物和杂质,获得稳定、透明的甲基丙烯酸甲酯溶液,然后在硅基底上利用旋涂法旋涂聚甲基丙烯酸甲酯层,然后加热到70℃15分钟,去除薄膜中残留的溶液,得到聚甲基丙烯酸甲酯层,然后在聚甲基丙烯酸甲酯层上利用火焰水解法淀积一层二氧化硅层50,然后夹杂二氧化锆芯层70,接下来将上述膜料烘烤脱除水分,然后,再次利用火焰水解法淀积一层二氧化硅,将二氧化锆芯层70的外表面包裹,从而得到光波导薄膜100成品。需要说明的是,本技术实施例中所采用的旋涂法、火焰水解法均为现有的制备方法,本技术技术方案只是将该制备方法应用于在硅基底层上制备聚甲基丙烯酸甲酯层,及在聚甲基丙烯酸甲酯层制备二氧化硅层。具体地,本实施例中基底层材料采用单晶硅,其折射率为3.42,远远大于连接层30聚甲基丙烯酸架甲酯层的折射率,因此,如果制备的连接层30厚度不够,就会参生光学隧道效应现象,使光波穿透二氧化硅层50,导致导模泄漏。通过测试分析,连接层30聚甲基丙烯酸甲酯层的厚度值为18um-2本文档来自技高网...
光波导薄膜及阵列波导光栅

【技术保护点】
一种光波导薄膜,应用于阵列波导光栅,其特征在于,所述光波导薄膜(100)包括硅基底层(10)和设于所述硅基底层(10)一侧的二氧化锆芯层(70)及包裹于所述二氧化锆芯层(70)外表面的二氧化硅层(50),所述二氧化硅层(50)与所述硅基底层(10)层之间还设有连接层(30),所述连接层(30)采用聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚二甲酸乙醇酯中的任一项,所述连接层(30)在波长为0.750um‑1.55um范围内为透明,且折射率为1.40‑1.70。

【技术特征摘要】
1.一种光波导薄膜,应用于阵列波导光栅,其特征在于,所述光波导薄膜(100)包括硅基底层(10)和设于所述硅基底层(10)一侧的二氧化锆芯层(70)及包裹于所述二氧化锆芯层(70)外表面的二氧化硅层(50),所述二氧化硅层(50)与所述硅基底层(10)层之间还设有连接层(30),所述连接层(30)采用聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚二甲酸乙醇酯中的任一项,所述连接层(30)在波长为0.750um-1.55um范围内为透明,且折射率为1.40-1.70。2.如权利要求1所述的光波导薄膜,其特征在于,所述连接层(30)采用聚甲基丙烯酸甲酯,其在波长为0.80um-1.50um范围内为透明,且折射率为1.40-1.58。3.如权利要求2所述的光波导薄膜,其特征在于,所述连接层(30)的厚度值为18um-20...

【专利技术属性】
技术研发人员:王明利曹华燕周培
申请(专利权)人:深圳正和捷思科技有限公司
类型:新型
国别省市:广东,44

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