光纤端面的微加工方法
【技术领域】
[0001]本发明属于光纤加工技术领域，具体涉及光纤端面的微加工方法。
【背景技术】
[0002]光纤是光导纤维的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。传输原理是‘光的全反射’。光纤的种类很多，根据用途不同，所需要的功能和性能也有所差异。但对于有线电视和通信用的光纤，其设计和制造的原则基本相同，诸如:①损耗小?’②有一定带宽且色散小；③接线容易；④易于成统；⑤可靠性高制造比较简单；⑦价廉等。光纤的分类主要是从工作波长、折射率分布、传输模式、原材料和制造方法上作一归纳的，兹将各种分类举例如下:
(1)工作波长:紫外光纤、可观光纤、近红外光纤、红外光纤(0.85 μ m、1.3 μ m、1.55 μm)。
[0003](2)折射率分布:阶跃(SI)型光纤、近阶跃型光纤、渐变(GI)型光纤、其它(如三角型、W型、凹陷型等)。
[0004](3)传输模式:单模光纤(含偏振保持光纤、非偏振保持光纤)、多模光纤。
[0005](4)原材料:石英光纤、多成分玻璃光纤、塑料光纤、复合材料光纤(如塑料包层、液体纤芯等)、红外材料等。按被覆材料还可分为无机材料(碳等)、金属材料(铜、镍等)和塑料等。
[0006](5 )制造方法:预塑有汽相轴向沉积(VAD )、化学汽相沉积(CVD )等，拉丝法有管律法(Rod intube)和双i甘锅法等。
[0007]近年来，光纤广泛应用于通信、照明、图像传输和传感器等领域，甚至由于其透光性能优良，逐渐应用于生物芯片领域。为了实现功能，使芯片达到可使用的物理结构，需要对芯片进彳丁精确的加工。
[0008]现有技术需要对光刻胶进行旋转涂胶，很容易造成甩胶不均匀，还需要去除边缘光刻胶的步骤，并且因为技术限制，不能够加工出任意所需形状，不利于推广应用。
【发明内容】
[0009]本发明的一个目的是一种光纤端面的微加工方法，包括以下步骤:
(1)在光纤端面涂光刻胶，形成均匀光刻胶层；
(2)对光纤端面进行烘干；
(3)进行激光自动对准，曝光，显影，清洗，使用真空热板烘干；
(4)使用干法刻蚀对光纤端面进行刻蚀，得到光纤端面反应池。
[0010]所述清洗先使用三乙醇胺，再使用水冲洗。
[0011]所述光纤为石英光纤。
[0012]所述涂光刻胶使用喷涂装置，优选为高压无气喷涂装置，喷出速度在100-110m/s，得到光刻胶的厚度为1-1.5 μ m。
[0013]所述光刻胶为PAC (重氮萘醌磺酸酯类光活性化合物)、线型酚醛树脂和溶剂组成；所述溶剂为四氢呋喃和乙酸乙酯。
[0014]所述光刻胶在使用时，用溶剂稀释5倍。
[0015]所述步骤(2)中烘干的温度为55-65°C，时间为15-30分钟。所述步骤(3)中烘干温度为130-135°C，时间为40-55s。
[0016]所述曝光为投影式曝光。
[0017]所述显影的显影液使用TMAH(四甲基氢氧化铵)，显影温度为18°C _25°C，显影时间为 90-150s。
[0018]所述刻蚀气体为三氟化氮和氧气。
[0019]本发明的工艺简单，可操作性强，对准度高，适合大规模工业生产，有利于推广应用。多次的烘干过程能够避免各个步骤之间的干扰。高压无气喷涂装置确保了喷出的光刻胶液滴较小，涂布均匀，避免了旋转涂胶时甩胶不均匀和去除边缘光刻胶的步骤。本发明制得的芯片能够应用于多个领域，比如制备微流控芯片、蛋白芯片或者基因芯片。
【具体实施方式】
[0020]实施例1
(1)清洗石英光纤端面，先使用三乙醇胺洗涤，再使用水冲洗，然后65°C吹片烘干30分钟；
(2)使用四氢呋喃和乙酸乙酯将光刻胶稀释5倍，光刻胶为PAC、线型酚醛树脂、四氢呋喃和乙酸乙酯的混合物，使用高压无气喷涂装置在光纤端面涂光刻胶，喷出速度为100m/S，得到光刻胶的厚度为1.2 μ m，形成均匀光刻胶层；
(3)对光纤端面进行65°C烘干15分钟；
(4)进行激光自动对准，进行投影式曝光，在18°C下，使用TMAH显影90s，清洗，先使用三乙醇胺，再使用水冲洗，使用真空热板于135°C烘干40s ;
(5)使用干法刻蚀对光纤端面进行刻蚀，刻蚀气体为三氟化氮和氧气，得到光纤端面反应池。
[0021]实施例2
(1)清洗石英光纤端面，先使用三乙醇胺洗涤，再使用水冲洗，然后55°C吹片烘干15分钟；
(2)使用四氢呋喃和乙酸乙酯将光刻胶稀释5倍，光刻胶为PAC、线型酚醛树脂、四氢呋喃和乙酸乙酯的混合物，使用高压无气喷涂装置在光纤端面涂光刻胶，喷出速度为106m/s，得到光刻胶的厚度为1 μ m，形成均匀光刻胶层；
(3)对光纤端面进行60°C烘干23分钟；
(4)进行激光自动对准，进行投影式曝光，在25°C下，使用TMAH显影150s，清洗，先使用三乙醇胺，再使用水冲洗，使用真空热板于133°C烘干50s ;
(5)使用干法刻蚀对光纤端面进行刻蚀，刻蚀气体为三氟化氮和氧气，得到光纤端面反应池。
[0022]实施例3
(1)清洗石英光纤端面，先使用三乙醇胺洗涤，再使用水冲洗，然后57°C吹片烘干25分钟；
(2)使用四氢呋喃和乙酸乙酯将光刻胶稀释5倍，光刻胶为PAC、线型酚醛树脂、四氢呋喃和乙酸乙酯的混合物，使用高压无气喷涂装置在光纤端面涂光刻胶，喷出速度为lOOm/s，得到光刻胶的厚度为1.5 μ m，形成均匀光刻胶层；
(3)对光纤端面进行65°C烘干15分钟；
(4)进行激光自动对准，进行投影式曝光，在20°C下，使用TMAH显影100s，清洗，先使用三乙醇胺，再使用水冲洗，使用真空热板于135°C烘干55s ;
(5)使用干法刻蚀对光纤端面进行刻蚀，刻蚀气体为三氟化氮和氧气，得到光纤端面反应池。
[0023]实施例4
(1)清洗石英光纤端面，先使用三乙醇胺洗涤，再使用水冲洗，然后55°C吹片烘干28分钟；
(2)使用四氢呋喃和乙酸乙酯将光刻胶稀释5倍，光刻胶为PAC、线型酚醛树脂、四氢呋喃和乙酸乙酯的混合物，使用高压无气喷涂装置在光纤端面涂光刻胶，喷出速度为lOOm/s，得到光刻胶的厚度为1.3 μ m，形成均匀光刻胶层；
(3)对光纤端面进行65°C烘干15分钟；
(4)进行激光自动对准，进行投影式曝光，在23°C下，使用TMAH显影120s，清洗，先使用三乙醇胺，再使用水冲洗，使用真空热板于130°C烘干45s ;
(5)使用干法刻蚀对光纤端面进行刻蚀，刻蚀气体为三氟化氮和氧气，得到光纤端面反应池。
[0024]实施例5
(1)清洗石英光纤端面，先使用三乙醇胺洗涤，再使用水冲洗，然后64°C吹片烘干16分钟；
(2)使用四氢呋喃和乙酸乙酯将光刻胶稀释5倍，光刻胶为PAC、线型酚醛树脂、四氢呋喃和乙酸乙酯的混合物，使用高压无气喷涂装置在光纤端面涂光刻胶，喷出速度为108m/s，得到光刻胶的厚度为1 μ m，形成均匀光刻胶层；
(3)对光纤端面进行62°C烘干16分钟；
(4)进行激光自动对准，进行投影式曝光，在21°C下，使用TMAH显影135s，清洗，先使用三乙醇胺，再使用水冲洗，使用真空热板于135°C烘干40s ;
(5)使用干法刻蚀对光纤端面进行刻蚀，刻蚀气体为三氟化氮和氧气，得到光纤端面反应池。
[0025]上述详细说明是针对本发明其中之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种光纤端面的微加工方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)在光纤端面涂光刻胶，形成均匀光刻胶层； (2)对光纤端面进行烘干； (3)进行激光自动对准，曝光，显影，清洗，使用真空热板烘干； (4)使用干法刻蚀对光纤端面进行刻蚀，得到光纤端面反应池。2.如权利要求1所述的光纤端面的微加工方法，其特征在于，所述清洗先使用三乙醇胺，再使用水冲洗。3.如权利要求1所述的光纤端面的微加工方法，其特征在于，所述光纤为石英光纤。4.如权利要求1所述的光纤端面的微加工方法，其特征在于，所述涂光刻胶使用喷涂装置，优选为高压无气喷涂装置，喷出速度在100-1 lOm/s，得到光刻胶的厚度为1-1.5 μ m。5.如权利要求1所述的光纤端面的微加工方法，其特征在于，所述光刻胶为PAC、线型酚醛树脂和溶剂组成；所述溶剂为四氢呋喃和乙酸乙酯。6.如权利要求1所述的光纤端面的微加工方法，其特征在于，所述光刻胶在使用时，用溶剂稀释5倍。7.如权利要求1所述的光纤端面的微加工方法，其特征在于，所述步骤(2)中烘干的温度为55-65°C，时间为15-30分钟。8.所述步骤(3)中烘干温度为130-135°C，时间为40_55s。9.如权利要求1所述的光纤端面的微加工方法，其特征在于，所述曝光为投影式曝光。10.如权利要求1所述的光纤端面的微加工方法，其特征在于，所述显影的显影液使用TMAH，显影温度为18°C _25°C，显影时间为90_150s。11.如权利要求1所述的光纤端面的微加工方法，其特征在于，所述刻蚀气体为三氟化氮和氧气。
【专利摘要】本发明公开了光纤端面的微加工方法，包括以下步骤：在光纤端面涂光刻胶，形成均匀光刻胶层；烘干；进行对准，曝光，显影，清洗，使用真空热板烘干；进行刻蚀，得到光纤端面反应池。本发明实现了光纤端面反应池的低成本、高精度的加工。
【IPC分类】G02B6/25
【公开号】CN105278037
【申请号】CN201510521778
【发明人】陈哲, 张睿, 王者馥, 王绪敏, 殷金龙, 任鲁风
【申请人】北京中科紫鑫科技有限责任公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年8月24日