波导管形成方法和从该方法制造的波导管技术

波导管（１１６）制造方法包括沉积包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸四氟丙基酯和环氧单体的光可定形的共聚物材料（１４）；将光学元件（１０，１２）相对于共聚物材料进行固定；发送光通过光学元件中的至少一个和共聚物材料而射向另一个；使未固化的单体挥发。另一种波导管（１１６）制造方法包括：将光学元件（１１０，１１２）相对于彼此固定，各具有光学表面（１１，１３）；在光学表面上提供共聚物滴状物（１１４），它具有足够的表面张力以得到具有弯曲表面（１５）的共聚物滴状物；发送光通过光学元件中的每一个而射向该弯曲表面和另一个；使未固化的单体挥发。光程制造方法包括：将光学元件（７０，７６）相对于彼此固定，各具有光学表面（７１，７７）；平移和旋转反光镜（７８）直到经过调准以便最佳地将来自光学元件之一的光引导至另一个为止；将经过调准的反光镜紧固在位。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】背景本专利技术一般涉及用于光电集成化的调准(aligning)和自成形波导管(光程)的方法。光学调准用于大多数的光电子设备中将光从一个点耦合到另一个点并且典型地需要微米级或微米分数级的严格定位精确度。典型地，此类定位是复杂和昂贵的劳动密集的处理。普通的拾取和放置机器典型地以低至几个微米的相当好的精度放置芯片或纤维。然后用精密位置控制和监测技术进行活动自由空间调准。在此类调准过程中，需要许多的组件，如高精度的平移平台、微透镜、精密的纤维和芯片夹持器。为了制造无源平面型波导管，现基本上有三种不同的普通方法。脊形波导管方法将包层和芯层沉积在基材上，在此之后通过蚀刻或光致构图对芯层进行构图，形成芯材料的脊。然后施涂包层的顶层，完成该波导管。沟槽形波导管开始于在基材上沉积包层，然后由蚀刻、显影或模压构图，获得沟槽。该沟槽填充芯材料，其也可在整个表面上留下类似的薄层。再次，施涂顶部包层以完成该结构。“扩散”平面型波导管是通过在基材上涂敷下包层和芯材料，由UV辐照确定波导管，然后在其上沉积上包层来形成的。反应物从未辐照的芯和周围的包层中扩散到辐照的芯区域，改变它的折射率而形成波导管。脊型和沟槽型方法的缺点包括；如果使用蚀刻的话可能导致波导管边缘粗糙化，引起高的光传输损失，和在芯和包层材料之间难以产生梯度折射率。扩散型波导管的潜在性缺点包括在芯和包层之间的低的相对折射率差和对于形成这一类型的结构的低材料选择度。除了平面调准考虑之外，在一些电光应用中，为了满足形状限制和其它特定的要求需要光程的锐利变化(如正交)。典型地，来源于底部的光路被改向于向上的方向。这一任务对于多模式波导管是相对简单的，其中在波导管的直线部分的末端加工四十五度表面。然而，由于形状和机械上的限制，对于单模式波导管而言此类正交耦合变得困难。例如，该波导管典型地由多模式的约十五微米-约五十微米的厚度范围变化到单模式的约两微米-约六微米的厚度范围。为了找到合适的解决方法许多措施已经在研究中，但全部存在共同的问题，诸如为了制造四十五度斜面如何将仅仅几个微米厚度的单模式波导管的表面加以改性。此外，还有如何在这种非常严格的容差内调准至接收光学纤维或任何其它输入/输出结构的问题。因此希望有一种不太复杂的光学调准技术。概述简要地，根据本专利技术的一个实施方案，形成波导管的方法包括在基材上沉积包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸四氟丙基酯和环氧单体的光可定形(photodefinable)的共聚物材料；将光学元件相对于光可定形的共聚物材料加以固定；发送光通过光学元件中的至少一个和光可定形的共聚物材料而射向光学元件中的另一个；和未固化的单体从光可定形的共聚物材料中挥发形成波导管。根据本专利技术的另一个实施方案，形成和使用波导管的方法包括在基材上沉积光可定形的共聚物材料；相对于光可定形的共聚物材料来固定光学元件，光学元件中的至少一个包括分束装置；发送光通过光学元件中的至少一个和光可定形的共聚物材料而射向光学元件中的另一个，其中发送包括经由分束装置的第一通路提供光通过该光学元件中的至少一个；未固化的单体从光可定形的共聚物材料中挥发以形成波导管；和通过让光信号通过分束装置的第二通路传输来使用波导管。根据本专利技术的另一个实施方案，形成波导管的方法包括将光学元件相对于彼此固定，各具有光学表面；在光学元件的光学表面的至少一部分上提供滴状物(blob)，该滴状物包括光可定形的共聚物材料导致相对于光学表面有足够的表面张力，进而导致具有弯曲表面的滴状物；发送光通过光学元件中的每一个和滴状物并以一定的入射角射向该弯曲表面和光学元件中的另一个，来自光学元件中的一个的光相对于弯曲表面的入射角大于由在滴状物和包围滴状物的空气之间的折射率差所确定的总内反射条件；并使未固化单体从滴状物中挥发以形成波导管。根据本专利技术的另一个实施方案，形成波导管的方法包括将光学元件相对于彼此固定，各具有光学表面；调准反光镜将来自光学元件之一的光引导至另一个光学元件；在光学表面和反光镜之间提供光可定形的共聚物材料；发送光通过光学元件中的至少一个而射向光学元件中的另一个；和将未固化的单体从光可定形的共聚物材料中挥发以形成波导管。根据本专利技术的另一个实施方案，形成光程的方法包括将光学元件相对于彼此固定，各具有光学表面；平移并旋转反光镜，直到该反光镜经过调准以便最佳地将来自光学元件之一的光引导至光学元件的另一个为止；和将经过调准的反光镜紧固就位。根据本专利技术的另一个实施方案，波导管包括在相对于彼此固定的光学元件的光学表面上的滴状物，该滴状物包括相对于光学表面有足够的表面张力以形成弯曲表面的预固化共聚物材料，该滴状物的芯部分包括具有比滴状物的其它部分更高折射率的材料并在光学表面之间形成反射通路。根据本专利技术的另一个实施方案，波导管包括相对于彼此固定的光学元件，各具有光学表面；经过调准将来自光学元件之一的光引导至另一个光学元件的反光镜；和在光学表面和反光镜之间的光可定形的共聚物材料，光可定形的共聚物材料的芯部分包括具有比光可定形的共聚物材料的其它部分更高的折射率的材料并形成了在光学表面之间的反射通路。根据本专利技术的另一个实施方案，光程包括相对于彼此固定的光学元件，各具有光学表面；和位于纤维上并经过调准以便最佳地将来自光学元件之一的光引导至另一个光学元件的反光镜。附图当参考附图阅读下面详细说明时本专利技术的这些和其它特征、方面和优点将更好地得到理解，其中在全部附图中类似的符号代表类似的部分，其中附图说明图1是根据本专利技术的一个实施方案的波导管的顶视图。图2是图1的波导管的侧视图。图3是根据本专利技术的另一个实施方案的波导管的顶视图。图4是图3的波导管的侧视图。图5是根据本专利技术的另一个实施方案的部分制造的波导管的透视图。图6是图5的所制造的波导管的透视图。图7是根据本专利技术的其它实施方案的部分制造的波导管的透视图。图8是图7的所制造的波导管的透视图。图9是根据本专利技术的另一个实施方案的波导管耦合排列的透视图。图10是图9的波导管耦合排列的顶视图。图11是根据本专利技术的另一个实施方案的波导管的顶视图。图12是根据本专利技术的另一个实施方案的波导管的顶视图。图13是根据本专利技术的另一个实施方案的波导管的侧视图。图14是根据本专利技术的另一个实施方案的光程形成排列的透视图。图15是图14的光程形成排列的另一个透视图。详细叙述图1是根据本专利技术的一个实施方案的波导管16的顶视图，和图2是图1的波导管的侧视图。在图1-2的实施方案中，形成波导管16的方法包括在基材18上沉积包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸四氟丙基酯和环氧单体的光可定形的共聚物材料14；将光学元件10和12相对于光可定形的共聚物材料进行固定；发送光通过光学元件中的至少一个和光可定形的共聚物材料而射向光学元件中的另一个；和将未固化的单体从光可定形的共聚物材料中挥发以形成波导管。在更特定的实施方案中，光被发送通过光学元件中的每一个和光可定形的共聚物材料而射向光学元件中的另一个。在这里使用的“固定”指以机械方式将光学元件在与用于波导管制造和后续波导管应用中的相同的位置上彼此定位。同样地，在这里使用的“射向该光学元件中的另一个”指直接地射向，或，如在图12和13的几个实施例中所示，沿反射方向射向。在这里使用的“在...上”是为本文档来自技高网...

【技术保护点】
形成波导管（１６）的方法，包括：在基材（１８）上沉积包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸四氟丙基酯和环氧单体的光可定形的共聚物材料（１４）；将光学元件（１０，１２）相对于光可定形的共聚物材料进行固定；发送光通过光学元件中的 至少一个和光可定形的共聚物材料而射向光学元件中的另一个；和使未固化的单体从光可定形的共聚物材料中挥发以形成波导管。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：KL邓，TB戈尔茨卡，R圭达，MC尼尔森，MY施，TR托利弗，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]