耗低、可靠性高、后续封装工艺成熟等的优点。
[0033]参考图4，是另一种实施例的一种制备有机无机混合集成热光调制型光栅的方法的流程图，该制备方法包括以下步骤:
[0034]步骤S1:在基底层的上表面形成具有多个等间距排列的凹槽部，所述基底层采用无机光学材料。
[0035]步骤S2:在基底层上旋涂紫外聚合式氟化聚合物材料，形成芯层结构，所述凹槽部内填充有所述芯层的材料。
[0036]步骤S3:在芯层四周旋涂聚合物材料，形成上包层结构。
[0037]步骤S4:在所述上包层上形成加热电极层结构。
[0038]作为一种优选实施方式，该制备有机无机混合集成热光调制型光栅的方法顺次进行以下步骤，以及相应于该制备方法的具体步骤，该有机无机混合集成热光调制型光栅的生成过程如图5所示。
[0039]上述步骤SI在基底层的上表面形成具有多个等间距排列的凹槽部，所述基底层采用无机光学材料的具体步骤包括:
[0040]步骤Sll:在基底层I上溅射一层铝保护层6。优选地，所述铝保护层6的厚度为10nm0
[0041]步骤S12:在铝保护层6上旋涂光刻胶7，进行光刻和显影以获得所需图案后；本领域的技术人员应当理解，所述光刻胶选用正胶或负胶都能满足应用需求，例如可以选用BP212正型光刻胶。由于光栅周期尺寸较小，上述光刻方法可以采用stepper光刻工艺(先将器件等比例放大制作成光刻板，然后再通过一组光学透镜将光刻板上的图形等比例缩小到芯片上)，曝光5s后将器件放在浓度为5%。的NaOH溶液中显影，提高了所获得图案的边缘垂直度和质量。
[0042]步骤S13:采用铝腐蚀剂去除多余的铝保护层6。
[0043]步骤S14:通过感应耦合等离子体刻蚀(ICP刻蚀)对基底层I进行刻蚀，形成多个等间距排列的凹槽部5，即刻蚀出平面波导光栅形貌。
[0044]步骤S15:去除剩余的光刻胶7和铝保护层6。
[0045]上述步骤S2在基底层上旋涂紫外聚合式氟化聚合物材料，形成芯层结构，所述凹槽部内填充有所述芯层的材料的具体步骤包括:
[0046]步骤S21:在基底层I上旋涂紫外聚合式氟化聚合物材料，同时所述凹槽部内也填充入了紫外聚合式氟化聚合物材料。
[0047]步骤S22:在紫外聚合式氟化聚合物材料层上溅射一层铝保护层8。
[0048]步骤S23:在铝保护层8上旋涂光刻胶9，进行光刻和显影以获得所需图案。上述光刻方法可以采用紫外光刻，曝光5s后将器件放在浓度为5%。的NaOH溶液中显影，提高了所获得图案的边缘垂直度。
[0049]步骤S24:采用铝腐蚀剂去除多余的铝保护层8。
[0050]步骤S25:通过反应离子刻蚀(RIE刻蚀)形成条形直波导形貌。
[0051]步骤S26:去除剩余的光刻胶9和铝保护层8，形成芯层2结构。
[0052]然后进行步骤S3:在芯层四周旋涂聚合物材料，形成上包层结构。
[0053]上述步骤S4在所述上包层上形成加热电极层结构的具体步骤包括:
[0054]步骤S41:在上包层3上旋涂加热电极层材料。
[0055]步骤S42:在加热电极层材料上溅射一层铝保护层10。
[0056]步骤S43:在铝保护层10上旋涂光刻胶11，进行光刻和显影以获得所需图案。
[0057]步骤S44:采用铝腐蚀剂去除多余的铝保护层10。
[0058]步骤S45:通过RIE刻蚀去除多余的加热电极层材料。
[0059]步骤S46:去除剩余的光刻胶11和铝保护层10，形成加热电极层4结构。
[0060]本实施例中通过在基底层上刻蚀出光栅形貌后，只需再在其上分别依次制作一层包括紫外聚合式氟化聚合物材料的芯层、包括聚合物材料的上包层和加热电极层就可以了，该光栅的制作方法相比于制备全二氧化硅光栅的方法具有制备工艺简单、制备成本低等的优点。通过采用ICP刻蚀法来刻蚀形成凹槽部(光栅形貌)，提高了所制作的光栅形貌的精度。
[0061]作为一种优选实施方式，所述在铝保护层上旋涂光刻胶具体包括以下步骤:
[0062]以2500-3500转每分钟的转速在铝保护层上旋涂光刻胶，之后在60_70°C温度下坚膜10-20分钟，再进行自然降温。优选地，采用转速为3000转每分钟，温度为65°C，坚膜时间为15分钟。
[0063]本实施例中通过设置以2500-3500转每分钟的转速在铝保护层上旋涂光刻胶并在60-70°C温度下坚膜10-20分钟并自然降温，提高了光刻胶成膜的均匀性和平整度，有利于后续光刻和显影中形成垂直度好的图案。
[0064]作为一种优选实施方式，所述在基底层上旋涂紫外聚合式氟化聚合物材料具体包括以下步骤:
[0065]以1500-2500转每分钟的转速在基底层上旋涂紫外聚合式氟化聚合物材料，之后在125-175°C温度下坚膜110-130分钟，再进行自然降温。优选地，采用转速为2000转每分钟，温度为150°C，坚膜时间为120分钟，旋涂获得的紫外聚合式氟化聚合物层的厚度为6um0
[0066]本实施例中通过设置以1500-2500转每分钟的转速在基底层上旋涂紫外聚合式氟化聚合物材料并在125-175Γ温度下坚膜110-130分钟并自然降温，提高了聚合物材料成膜的均匀性和平整度，提高了所制备的光栅结构的质量。
[0067]作为一种优选实施方式，所述在芯层四周旋涂聚合物材料具体包括以下步骤:
[0068]以1500-2500转每分钟的转速在芯层四周旋涂聚合物材料，之后在100-120 °C温度下坚膜130-150分钟，再进行自然降温。优选地，采用转速为2000转每分钟，温度为110°C，坚膜时间为140分钟，旋涂获得的聚合物层的厚度为8um。
[0069]本实施例中通过设置以1500-2500转每分钟的转速在芯层四周旋涂聚合物材料，之后在100-120°C温度下坚膜130-150分钟，再进行自然降温，提高了聚合物材料成膜的均匀性和平整度，提高了所制备的光栅结构的质量。
[0070]作为一种优选实施方式，本实施例的方法还包括以下步骤:
[0071]分别用直径不同的研磨粉配置成相应地多种研磨液，分别用所述多种研磨液按照其所用研磨粉的直径由大到小的顺序依次对平面光波导端面进行研磨，研磨时间均为25-35分钟；优选地，分别选用25um、14um、7um、3.5um直径的研磨粉配置成研磨液，采用该四种直径的研磨粉能够在提高研磨效率的同时，获得更好地研磨效果。
[0072]采用碱性抛光液对研磨后的平面光波导进行端面抛光，抛光时间为4-6个小时。
[0073]本实施例中通过分别用直径不同的研磨粉配置成相应地多种研磨液，分别用所述多种研磨液并按照其所用研磨粉的直径由大到小的顺序依次对平面光波导端面进行研磨并均研磨25-35分钟的步骤，逐级分层次地实施研磨步骤，提高了研磨的效果，以及通过设置端面抛光步骤，提高了平面光波导的端面平整度及其精度，保证了其与其他光波导连接的有效性，从而进一步减小了光传输损耗。
[0074]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
【主权项】
1.一种有机无机混合集成热光调制型光栅，其特征在于，包括: 基底层，其上表面上具有多个等间距排列的凹槽部，所述基底层采用无机光学材料；芯层，形成于所述基底层上，所述芯层的材料包括紫外聚合式氟化聚合物材料，所述凹槽部内填充有所述芯层的材料； 上包层，形成于所述芯层四周，所述上包层采用聚合物材料； 加热电极层，形成于所述上包层上且位于所述凹槽部上方。2.根据权利要求1所述的光栅，其特征在于，所述上包层采用的聚合物材料包括聚二甲基娃氧烧树脂。3.根据权利要求1所述的光栅，其特征在于，所述紫外聚合式氟化聚合物材料包括氟化丙烯酸酯。4.根据权利要求1-3任一所述的光栅，其特征在于，所述基底层材料包括二氧化硅。
【专利摘要】本实用新型公开了一种有机无机混合集成热光调制型光栅，该光栅包括：基底层，其上表面上具有多个等间距排列的凹槽部，所述基底层采用无机光学材料；芯层，形成于所述基底层上，所述芯层的材料包括紫外聚合式氟化聚合物材料，所述凹槽部内填充有所述芯层的材料；上包层，形成于所述芯层四周，所述上包层采用聚合物材料；加热电极层，形成于所述上包层上且位于所述凹槽部上方。本实用新型的有机无机混合集成热光调制型光栅可实现低功耗、大范围的波长调制。
【IPC分类】G02B6/13, G02B6/12
【公开号】CN204740369
【申请号】CN201520474819
【发明人】田亮, 髙任峰, 汪昌君, 马春雷
【申请人】苏州峰通光电有限公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年7月3日