本发明专利技术公开一种高耦合效率的三维锥形端口结构光波导器件的制作方法，包括：一次离子交换步骤，在玻璃基体上进行第一次离子交换，形成玻璃基体表面的平面光波导；光波导掩埋步骤，在电场以及高温环境下将所述光波导埋到玻璃基体中间，形成掩埋的平面光波导；二次离子交换步骤，在所述玻璃基体的第一侧面上进行第二次离子交换，在所述平面光波导的端口位置形成三维锥形结构。本发明专利技术还公开了相应的高耦合效率的三维锥形端口结构光波导器件。本发明专利技术可在三维立体方向实现波导的全面锥形化，大大降低光波导的光耦合难度、大幅度提高其光耦合效率、且便于调节其发散角和耦合效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光波导领域，尤其涉及一种。
技术介绍
光电子器件正朝着小型化、集成化的方向发展。光波导技术是集成光电子器件的一种重要技术。借助半导体集成电路工艺，光波导制作技术蓬勃发展。光波导器件的一个重要性能在于光波导的光耦合效率。如何实现波导与光源、波导与光纤或不同结构波导间的高耦合效率，是现有技术的一个重点研究方向。为了提高耦合效率，需要对光波导的结构进行各种特别的设计与制作，波导端口的锥形化加工就是提高光耦合效率的一个有效手段。但是，现有技术的光波导主要是基于平面微细加工工艺的平面光波导，即波导结构主要在一个平面上进行变化，在第三维度上结构一致，而难以在三维立体方向实现波导的全面锥形化。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种高耦合效率的三维锥形端口结构光波导器件的制作方法，采用该方法制造光波导器件，可在三维立体方向实现波导的全面锥形化，大大降低光波导的光耦合难度、大幅度提高其光耦合效率、且便于调节其发散角和耦合效率。本专利技术进一步所要解决的技术问题是提供一种高耦合效率的三维锥形端口结构光波导器件，该光波导器件可在三维立体方向实现波导的全面锥形化，大大降低光波导的光耦合难度、大幅度提高其光耦合效率、且便于调节其发散角和耦合效率。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案一种高耦合效率的三维锥形端口结构光波导器件的制作方法，包括—次离子交换步骤，在玻璃基体上进行第一次离子交换，形成玻璃基体表面的平面光波导；光波导掩埋步骤，在电场以及高温环境下将所述光波导埋到玻璃基体中间，形成掩埋的平面光波导；二次离子交换步骤，在所述玻璃基体的第一侧面上进行第二次离子交换，在所述平面光波导的端口位置形成三维锥形结构。优选地，所述二次离子交换步骤具体包括有二次镀膜步骤，在所述玻璃基体的第一侧面的表面镀离子交换阻挡膜，形成二次镀膜层；二次光刻腐蚀步骤，在所述二次镀膜层表面进行光刻、腐蚀，制作出选择离子交换的二次屏蔽图形，暴露出所述光波导的端口位置；二次交换反应步骤，将所述二次镀膜层浸入交换熔盐中进行离子交换反应，使其光波导端口位置形成三维锥形结构。优选地,在所述二次交换反应步骤之前还包括有交换屏蔽步骤，将所述玻璃基体套入两端开口的离子交换屏蔽层，并使所述二次镀膜层穿过其一端的开口露出。优选地，所述离子交换阻挡膜为铬膜。优选地，所述交换熔盐为硝酸银熔盐。优选地，所述二次光刻腐蚀步骤中通过湿法腐蚀或者干法刻蚀方式实现腐蚀。优选地，所述一次交换步骤具体包括有一次镀膜步骤，在所述玻璃基体表面镀离子交换阻挡膜，形成一次镀膜层；一次光刻腐蚀步骤，在所述一次镀膜层表面进行光刻、腐蚀，制作出选择离子交换的一次屏蔽图形；一次交换反应步骤，将所述玻璃基体浸入交换熔盐中进行离子交换反应，形成位于玻璃基体表面的平面光波导。优选地，所述交换熔盐为硝酸银熔盐。优选地，所述一次光刻腐蚀步骤中通过湿法腐蚀或者干法刻蚀方式实现腐蚀。相应地，本专利技术还公开了一种高耦合效率的三维锥形端口结构光波导器件，该光波导器件由上述任一种方法制作而成。本专利技术的有益效果是本专利技术的实施例通过在玻璃基体的侧面进行第二次离子交换，从而在平面光波导的端口部位形成了三维锥形结构，大大降低了光波导的光耦合难度、大幅度提高了光耦合的生产效率、且便于调节其发散角和耦合效率。下面结合附图对本专利技术作进一步的详细描述。附图说明图I是本专利技术的高效率的三维锥形端口结构光波导器件的制作方法一个实施例中进行第一次离子交换后形成的产品结构主视图。图2是本专利技术的高效率的三维锥形端口结构光波导器件的制作方法一个实施例中进行第一次离子交换后形成的产品结构侧视图。图3是本专利技术的高效率的三维锥形端口结构光波导器件的制作方法一个实施例中进行二次镀膜后形成的产品结构主视图。图4是本专利技术的高效率的三维锥形端口结构光波导器件的制作方法一个实施例中进行二次镀膜后形成的产品结构侧视图。图5是本专利技术的高效率的三维锥形端口结构光波导器件的制作方法一个实施例中进行二次光刻腐蚀后形成的产品结构主视图。图6是本专利技术的高效率的三维锥形端口结构光波导器件的制作方法一个实施例中进行二次光刻腐蚀后形成的产品结构侧视图。图7是本专利技术的高效率的三维锥形端口结构光波导器件的制作方法一个实施例中进行第二次离子交换的初始状态示意图。图8是本专利技术的高效率的三维锥形端口结构光波导器件的制作方法一个实施例中进行第二次离子交换的完成状态示意图。图9是本专利技术的高效率的三维锥形端口结构光波导器件的制作方法一个实施例中进行第二次离子交换后形成的产品结构主视图。图10是本专利技术的高效率的三维锥形端口结构光波导器件的制作方法一个实施例中进行第二次离子交换后形成的产品结构侧视图。图11是本专利技术的高效率的三维锥形端口结构光波导器件一个实施例的结构示意图。具体实施例方式下面参考图I-图10详细描述本专利技术提供的高耦合效率的三维锥形端口结构光波导器件的制作方法的一个实施例，本实施例实现一次光波导器件的制作主要包括一下步骤一次离子交换步骤，在玻璃基体I上进行第一次离子交换，形成玻璃基体表面的平面光波导；光波导掩埋步骤，在电场以及高温环境下将所述光波导埋到玻璃基体I中间，形成掩埋的平面光波导，该步骤成型的产品可参考图I和图2，所述掩埋的平面光波导的中心位置可距离所述玻璃基体上表面或下表面0-30um ；二次离子交换步骤，在所述玻璃基体I的第一侧面11上进行第二次离子交换，在所述平面光波导2的端口位置20形成三维锥形结构，该步骤成型的产品可参考图9和图10。具体实现时，所述二次离子交换步骤可具体包括有二次镀膜步骤，在所述玻璃基体I的第一侧面11的表面镀离子交换阻挡膜，形成二次镀膜层3，该步骤成型的产品可参考图3和图4 ;二次光刻腐蚀步骤，在所述二次镀膜层3表面进行光刻、腐蚀，制作出选择离子交换的二次屏蔽图形31，暴露出所述光波导2的端口位置20，该步骤成型的产品可参考图5和图6 ；二次交换反应步骤，将所述二次镀膜层3浸入交换熔盐4中进行离子交换反应，使其光波导端口 20位置形成三维锥形结构，该步骤的初始状态和完成状态可分别参考图7和图8。进一步地，在所述二次交换反应步骤之前还可包括有交换屏蔽步骤，将所述玻璃基体I套入两端开口的离子交换屏蔽层5内，并使所述二次镀膜层3穿过其一端的开口露出。具体实现时，所述离子交换阻挡膜优选为铬膜，所述交换熔盐优选为硝酸银熔盐，所述二次光刻腐蚀步骤中可通过湿法腐蚀或者干法刻蚀方式实现腐蚀。另外，所述一次交换步骤具体包括有一次镀膜步骤，在所述玻璃基体表面镀离子交换阻挡膜，形成一次镀膜层；一次光刻腐蚀步骤，在所述一次镀膜层表面进行光刻、腐蚀，制作出选择离子交换的一次屏蔽图形；一次交换反应步骤，将所述玻璃基体浸入交换熔盐中进行离子交换反应，形成位于玻璃基体表面的平面光波导。通过一次交换制作平面光波导的技术可直接采用现有技术，不再赘述。参考图11，该图是本专利技术提供的高耦合效率的三维锥形端口结构光波导器件的一个实施例的结构示意图。本实施例可由前述实施例提供的方法直接制作而成，不再赘述。以上所述是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本专利技术的保护范围。权本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高耦合效率的三维锥形端口结构光波导器件的制作方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：一次离子交换步骤，在玻璃基体上进行第一次离子交换，形成玻璃基体表面的平面光波导；光波导掩埋步骤，在电场以及高温环境下将所述光波导埋到玻璃基体中间，形成掩埋的平面光波导；二次离子交换步骤，在所述玻璃基体的第一侧面上进行第二次离子交换，在所述掩埋的平面光波导的端口位置形成三维锥形结构。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：高阳，
申请(专利权)人：深圳市中兴新地通信器材有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。