一种光纤芯片及其制作方法技术

本发明专利技术属于激光整形技术领域，提供了一种光纤芯片及其制作方法，光纤芯片包括{100}晶族基板，{100}晶族基板上开设有V形槽，V形槽内设有至少一根光纤条；{100}晶族基板为(100)硅片，V形槽沿硅片<110>晶向开设，V形槽的槽面为硅片{111}晶面，光纤条包括玻璃纤芯和包覆于玻璃纤芯外的光学反射层，光纤条利用胶水固定安装于V形槽内。本发明专利技术的光纤芯片，通过V形安装槽安装有的光纤条，由于光纤条的全反射以及极低的光衰，使得光传播不易被吸收，光束能量集中，且光在光纤条传导的过程中不需考虑V形槽对光的吸收等损耗，该光纤芯片成本低廉，便于在半导体激光器中封装使用，有利于激光器件的制备，具有对激光器件光束进行整形的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤芯片及其制作方法
本专利技术涉及激光整形
，尤其涉及一种光纤芯片及其制作方法。
技术介绍
半导体激光器具有体积小、重量轻、电光转换效率高、寿命长和可靠性高等优点，已在通讯、医疗、显示、工业制作和安防等领域广泛应用。但目前，在激光器封装中，多无法对其光型进行整形，其光型都取决于激光器件的自身发光区域，由于存在光束质量差、光强分布不均匀、发散角大等缺陷，阻碍了半导体激光器的发展和使用，为了适用不同应用的需求，往往需要对激光束进行整形；激光束整形技术通常是指将入射激光束的强度分布改变为所需要的强度分布，同时也可调整它的相位分布和发散角以控制其传播特性，满足对其光斑尺寸、发散角甚至是光强分布的要求；光纤具有的全反射以及极低的光衰特性，具有对激光器件光束的整形作用，但精确且微小尺寸的光纤不易在激光器中封装使用。因此，开发一种具有对激光器件光束整形功能的光纤芯片及其制作方法，不但具有迫切的研究价值，也具有良好的经济效益和工业应用潜力，这正是本专利技术得以完成的动力所在和基础。
技术实现思路
为了克服上述所指出的现有技术的缺陷，本专利技术人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，从而完成了本专利技术。具体而言，本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种光纤芯片及其制作方法，以解决目前不易将精确且微小尺寸的光纤在激光器中封装使用以实现激光器件光束整形的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种光纤芯片，包括{100}晶族基板，所述{100}晶族基板上开设有V形槽，所述V形槽内设有至少一根光纤条。作为一种改进的技术方案，所述{100}晶族基板为(100)硅片，所述V形槽沿硅片<110>晶向开设。作为一种改进的技术方案，所述V形槽的槽面为硅片的{111}晶面，所述V形槽的槽面与硅片的{100}晶面的夹角为54.74°，所述V形槽的两槽面间的夹角为70.52°。作为一种改进的技术方案，所述光纤条包括玻璃纤芯和包覆于所述玻璃纤芯外的光学反射层，所述光纤条利用胶水固定安装于所述V形槽内。本专利技术同时公开了上述所述的光纤芯片的制作方法，包括如下步骤：S1、提供一{100}晶族基板，在所述{100}晶族基板的(100)面上制备一层保护层；S2、在所述保护层上覆盖一层光刻胶层，并在所述光刻胶层上做出若干沿<110>晶向开设、且均匀排列设置的暴露区；S3、将所述暴露区暴露的所述保护层腐蚀掉，然后将图形化的所述光刻胶层去掉；S4、使用碱性溶液进行{100}晶族基板的各向异性腐蚀，腐蚀得到所述V形槽；S5、湿法腐蚀去掉所述保护层；S6、在所述V形槽内注胶，将所述光纤条放置于所述V形槽内，然后固化胶水；S7、对所述{100}晶族基板的底面进行研磨，研磨至所需厚度，然后进行切片加工，制备成单颗的所述光纤芯片。作为一种改进的技术方案，所述{100}晶族基板采用(100)硅片；所述的保护层为使用PECVD在(100)硅片表面生长的氮化硅/二氧化硅薄膜，或采用干法/湿法将(100)硅片表面氧化制得的二氧化硅薄膜，或采用蒸镀/溅射方式在(100)硅片表面生长的金属薄膜，金属薄膜为镍、钛、铂、金中的任一单层金属薄膜或多层金属的复合薄膜。作为一种改进的技术方案，采用光刻方式在所述保护层上进行光刻胶覆盖，然后在覆盖的所述光刻胶层上沿<110>晶向对齐曝光，并继续显影工艺图形化所述光刻胶层，获得均匀排列设置的若干所述暴露区。作为一种改进的技术方案，通过化学湿法腐蚀或等离子干法蚀刻的方式将所述暴露区暴露出的所述保护层腐蚀至基板表面，然后进行清洗，将图形化的所述光刻胶层清洗掉。作为一种改进的技术方案，所述碱性溶液采用氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液或TMAH溶液中的一种。作为一种改进的技术方案，所述胶水采用UV胶或热敏胶，通过固化胶水固定所述光纤条，采用金刚石刀具的物理切割方式进行切片加工。采用了上述技术方案后，本专利技术的有益效果是：设有的该光纤芯片，通过V形安装槽安装有的光纤条，由于光纤条的全反射以及极低的光衰，使得光传播不易被吸收，光束能量集中，且光在光纤条传导的过程中不需考虑V形槽对光的吸收等损耗，该光纤芯片成本低廉，便于在半导体激光器中封装使用，有利于激光器件的制备，具有对激光器件光束进行整形的功能。该光纤芯片的制作方法，沿<110>晶向进行V形槽的制备，使用碱性溶液对硅片基板进行各向异性腐蚀，由于硅片的特殊属性，只会腐蚀基板暴露区{111}面中间的部分，腐蚀到{111}面便自然截止腐蚀，腐蚀精确，使得用以安装光纤条的V形槽制备不但简单方便，且制备的V形槽深度一致，便于精确且微小尺寸光纤条的安装固定。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。图1为本专利技术结构I的结构示意图；图2为本专利技术结构II的结构示意图；图3为本专利技术结构III的结构示意图；图4为本专利技术结构IV的结构示意图；图5为本专利技术结构V的结构示意图；图6为本专利技术结构V的部分剖视结构示意图；图7为本专利技术光纤条未放置状态的结构示意图；图8为本专利技术结构VI的结构示意图；图9为本专利技术光纤芯片的结构示意图；图10为本专利技术光纤芯片的部分剖视结构示意图；图11为本专利技术光纤芯片的制作方法流程图；附图标记：1-{100}晶族基板；101-V形槽；2-光纤条；201-玻璃纤芯；202-光学反射层；3-保护层；4-光刻胶层；401-暴露区。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本专利技术，并非对本专利技术的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本专利技术的保护范围局限于此。如图9和图10共同所示，本实施例提供了一种光纤芯片，包括{100}晶族基板1，{100}晶族基板1上开设有V形槽101，V形槽101内设有至少一根光纤条2，光纤条2的数量依据需求安装，可安装一条，也可安装多条。本实施例中，{100}晶族基板1选用(100)硅片，V形槽101沿硅片<110>晶向开设；当然，基板不限于(100)硅片，选用便于开设V形槽101的<100>硅片即可。本实施例中，V形槽101的槽面为硅片的{111}晶面，V形槽101的槽面与硅片的{100}晶面的夹角为α＝54.74°，V形槽101的两槽面间的夹角为β＝70.52°，为通过碱性溶液腐蚀得到的特定规格的槽体结构。本实施例中，光纤条2包括玻璃纤芯201和包覆于玻璃纤芯201外的光学反射层202，光纤条2利用胶水固定安装于V形槽101内，光在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤芯片，其特征在于：包括{100}晶族基板，所述{100}晶族基板上开设有V形槽，所述V形槽内设有至少一根光纤条。/n

【技术特征摘要】
1.一种光纤芯片，其特征在于：包括{100}晶族基板，所述{100}晶族基板上开设有V形槽，所述V形槽内设有至少一根光纤条。


2.如权利要求1所述的光纤芯片，其特征在于：所述{100}晶族基板为(100)硅片，所述V形槽沿硅片<110>晶向开设。


3.如权利要求2所述的光纤芯片，其特征在于：所述V形槽的槽面为硅片{111}晶面，所述V形槽的槽面与硅片{100}晶面的夹角为54.74°，两槽面间的夹角为70.52°。


4.如权利要求1-3任一项所述的光纤芯片，其特征在于：所述光纤条包括玻璃纤芯和包覆于所述玻璃纤芯外的光学反射层，所述光纤条利用胶水固定安装于所述V形槽内。


5.一种光纤芯片的制作方法，其特征在于：包括如下步骤，
S1、提供一{100}晶族基板，在所述{100}晶族基板的(100)面上制备一层保护层；
S2、在所述保护层上覆盖一层光刻胶层，并在所述光刻胶层上做出若干沿<110>晶向开设、且均匀排列设置的暴露区；
S3、将所述暴露区暴露的所述保护层腐蚀掉，然后将图形化的所述光刻胶层去掉；
S4、使用碱性溶液进行{100}晶族基板的各向异性腐蚀，腐蚀得到所述V形槽；
S5、湿法腐蚀去掉所述保护层；
S6、在所述V形槽内注胶，将所述光纤条放置于所述V形槽内，然后固化胶水；
S7、对所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓群雄，席庆男，倪斌，曹智，王晓慧，
申请(专利权)人：山东元旭光电股份有限公司，合肥元旭创芯半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37