一体化微型光纤反射基板及其制造方法

文档序号:41222687发布日期:2025-03-11 14:00阅读:116来源:国知局

本发明涉及光纤反射基板,尤其涉及一体化微型光纤反射基板及其制造方法。


背景技术:

1、光纤反射镜是一种专门用于光纤通信和光学系统中的设备,通常用于调节光信号的传播路径或控制信号的反射特性。它由光纤和反射镜两部分组成,光纤通过反射镜反射或散射光信号,改变光束的方向或特性,通常用于光纤传感、光纤激光器及光纤传输系统中。在光纤通信中,光纤反射镜的主要作用是实现信号的反射或信号增强,它能够有效地将光信号反射回源端,从而提高信号的强度或调整传输路径。光纤反射镜的工作原理基于光的反射定律,即入射光与反射光之间的角度关系,通过精确设计反射镜的形状和材料,使其能够在特定波长范围内进行高效反射。常见的光纤反射镜有固定反射镜和可调反射镜两种类型,前者通常用于稳定的光学系统中,而后者则用于需要动态调节的场合。随着光纤技术的不断发展,光纤反射镜在许多高精度光学测量、激光设备和传感系统中扮演着至关重要的角色。

2、由此可知,光纤反射镜在光纤通信和光纤传感领域中扮演着至关重要的角色,它的主要功能是引导光路中的光线进行反射。

3、当前,这些领域所使用的光纤反射镜,通过在光纤的末端粘贴反射镜片来实现光线的内部反射。然而,这种结构存在一些潜在问题。比如,光路中可能存在的胶水填充或空气间隙,以及反射镜片的微小移位,都可能影响器件的光学性能和可靠性。

4、其中在光学组件中使用胶水填充通常是为了固定镜片或确保结构稳固,然而,胶水的折射率与镜片的不同,如果胶水的折射率与镜片材料不匹配,会导致光线在通过接触区域时发生折射,改变光的传播方向或焦点,进而影响反射镜的光学效果。此外,胶水的透明度、稳定性和耐久性也会影响反射镜的长期使用表现。例如,胶水在长时间使用过程中可能会出现老化、变黄或发泡等现象,这会引起光的散射,降低反射镜的反射效率;

5、其中空气间隙可能导致光的散射和反射损失,特别是在反射镜与其他光学组件之间存在较大的空气间隙时。空气本身的折射率较低,与其他光学元件的折射率差异较大,光线在经过这种间隙时,容易发生折射和偏折,造成光线的传播损失或焦点不准。这不仅降低了光学系统的效率,还可能导致图像模糊或信号衰减;

6、而反射镜的任何微小移位都会改变反射光的路径,影响其原定的光路。尤其在精密光学系统中,微小的位移可能导致光束的聚焦偏差或反射角度变化,从而使得光学系统的工作效果不稳定或不精确。例如,激光器和光纤通信系统中的微位移可能引起信号损失、系统噪声增加或传输误差。因此,反射镜的精确定位对于确保系统的光学性能至关重要。

7、因此在制造过程中,光纤首先通过陶瓷插芯进行粘接固定,这一步骤通常使用环氧树脂胶,但这种胶水在固化时会产生较大的应力,在后续的加工、运输和使用过程中,这种应力很可能导致环氧树脂胶与光纤涂覆层胶的粘接界面出现裂纹。这些裂纹会显著降低光纤反射镜尾纤的抗弯折性能,严重时甚至会导致整个器件失效。故而,这些问题不仅影响了光纤反射镜的性能,也对光纤通信和光纤传感系统的稳定运行构成了威胁。

8、故而提出一体化微型光纤反射基板及其制造方法用以解决或缓解上述问题。


技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一体化微型光纤反射基板及其制造方法。

2、为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:

3、一种一体化微型光纤反射基板,包括基片,所述基片上开设有矩形槽,所述基片上开设有位于矩形槽末端的v型槽,所述矩形槽与v型槽垂直设置,所述矩形槽的末端未超过v型槽的槽底设置,所述v型槽的内壁设置为反射面,所述矩形槽内用于设置光纤,且所述矩形槽内用于填充uv环氧胶以固定光纤。

4、本发明还提供一种一体化微型光纤反射基板制造方法,用以制造如上所述的一种一体化微型光纤反射基板,包括如下步骤,

5、s1涂胶,在基片表面通过旋涂方式均匀涂覆光刻胶;

6、s2曝光,对涂胶后的基片进行前烘处理,将前烘处理后的基片送入曝光机并通过掩模版进行曝光,在基片上生成矩形槽图案;

7、s3显影,对曝光后的基片进行显影处理,去除矩形槽图案处的光刻胶并于基片上形成矩形槽;

8、s4刻蚀,对显影后的基片的矩形槽进行刻蚀;

9、s5减薄,对刻蚀后的基片进行减薄,将厚度从725μm减薄至225μm以下;

10、s6构造反射面,将减薄后的基片上切割出与矩形槽垂直设置的v型槽,且矩形槽末端不超过v型槽的槽底设置;

11、s7反射面抛光,对反射面抛光,控制反射面的粗糙度低于10nm;

12、s8封装,将光纤推入矩形槽内并通过uv环氧胶填充矩形槽以固定光纤。

13、优选地,所述s1涂胶,在基片表面通过旋涂方式均匀涂覆光刻胶,包括如下步骤,

14、在无尘室内对基片表面的中心滴落光刻胶;

15、旋转基片达成旋涂方式在基片表面形成光刻胶膜,所述光刻胶膜的厚度为2-6μm。

16、优选地,所述s2曝光,对涂胶后的基片进行前烘处理,将前烘处理后的基片送入曝光机并通过掩模版进行曝光,在基片上生成矩形槽图案,包括如下步骤,

17、对涂胶后的基片放置在烘箱内进行软烘完成前烘处理;

18、完成前烘处理后的基片置于曝光机内,通过掩模版将矩形槽的图案投影到光刻胶上;

19、利用特定波长的光线对光刻胶进行曝光,形成长为4500μm、宽130μm的矩形槽的图案。

20、优选地,所述矩形槽的规格为长4500μm、宽130μm、槽深3μm。

21、优选地,所述s6构造反射面,将减薄后的基片上切割出与矩形槽垂直设置的v型槽,且矩形槽末端不超过v型槽的槽底设置,包括如下步骤,

22、将减薄后的基片临时键合在8寸的石英晶圆上;

23、将与键合有基片的石英晶圆通过真空吸附或夹具固定在划片机的工作台上;

24、通过划片机在基片上于矩形槽末端划出与其垂直设置的v型槽,且矩形槽末端不超过v型槽的槽底设置,所述划片机中的超薄圆形锯片的厚度为200μm。

25、优选地,所述s7反射面抛光,对反射面抛光,控制反射面的粗糙度低于10nm,包括如下步骤,

26、将完成构造反光面的基片浸泡在二氧化硅悬浮抛光液中对反射面抛光,控制反射面的粗糙度低于10nm;

27、根据反射的波长不同,对反射面进行镀膜。

28、优选地,还包括s7.5.1划片,对抛光完成后的基片按照每个单元进行划片分割。

29、优选地,还包括s7.5.2一次测试,对分片后的每个单元进行尺寸测试,边缘尺寸误差控制在±0.5μm,对反射面角度控制在±0.5°范围,矩形槽宽度误差控制在±2μm,矩形槽槽深误差控制在±10μm以内。

30、优选地,还包括s8.5,二次测试,对封装完成的产品进行通光测试;

31、s9入库,对检测合格的产品进行编号、包装、以及入库。

32、本发明具有以下有益效果:

33、1、本发明的结构微型化,减少光路中的胶水填充和空气间隙,以降低对光学性能的影响,应用范围更广,使器件集成度更高;

34、2、高精度的矩形固定槽,光纤固定可靠性更高;

35、3、反射面与与基片一体化,提高反射光束的稳定性和精度,防止其移位,从而确保光线的准确反射;

36、4、可利用晶圆批量化生产,提高生产效率。

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