一种微流控光导开关制备方法、开关和开关模具与流程

文档序号:34071003发布日期:2023-05-06 18:33阅读:108来源:国知局

本发明涉及光纤通信,特别是一种微流控光导开关制备方法、开关和开关模具。


背景技术:

1、随着微流控技术不断发展和完善,微流控开始与其他技术进行有效融合,为传统科学提供了新的发展方向。其中,微流控液体光导就是其典型代表,微流控液体光导将现代光学与微流控技术相结合而形成的新应用方向。微流控液体光导器件通过操控流道内流体,改变器件光学特性,可实现特定的光学功能。

2、然而,现有的微流控光导器件通常需要传统光刻、等离子刻蚀和湿法腐蚀等工艺制造,需要光学掩模版进行辅助,工艺成本较高、灵活度差、工艺复杂。因此,需要一种微流控光导开关制备方法、开关和开关模具,以实现简单快捷的微流控光导开关制备。


技术实现思路

1、鉴于上述问题,本发明实施例提供了一种微流控光导开关制备方法、开关和开关模具,以便克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。

2、本发明实施例的第一方面提供了一种微流控光导开关制备方法,所述方法包括:

3、在抛光硅片上进行电射流打印,得到开关模具;

4、利用制备得到的pdms液体浇注所述开关模具,得到初始光导开关,所述初始光导开关包括微流道和控制流道;

5、对所述初始光导开关进行微流道改性,得到改性后光导开关;

6、向所述改性后光导开关的控制流道和微流道中注入光导液体,得到微流控光导开关。

7、可选地,在抛光硅片上进行电射流打印,得到开关模具,包括:

8、将所述抛光硅片清洗后烘干;

9、利用peo材料,在所述抛光硅片上进行电射流打印,得到双三角形腔体,所述双三角形腔体由两个直角三角形构成,所述两个直角三角形的最长边间隔一定距离且相互平行,使得所述两个直角三角形的俯视图构成矩形形状;

10、利用pvp材料,在所述抛光硅片上进行电射流打印,得到光导通道;所述光导通道包括一条所述控制流道和两对微流道,所述控制流道位于所述两个直角三角形的最长边的中间,每对所述微流道由两条短通道构成,所述两条短通道方向一致,可连接为一条直线,该直线穿过所述控制流道;

11、将所述抛光硅片置于热压机上进行热压,得到所述开关模具。

12、可选地,将所述抛光硅片置于热压机上进行热压,得到所述开关模具,包括:

13、将另一张清洗后烘干的硅片放置于所述抛光硅片上;

14、将所述抛光硅片置于所述热压机上,控制所述热压机的热压温度为60℃,热压压力为5kpa,进行热压5分钟,得到所述开关模具。

15、可选地,向所述改性后光导开关的控制流道和微流道中注入光导液体,得到微流控光导开关,包括:

16、向所述改性后光导开关的控制流道中注入光导液体,使所述光导液体占所述控制流道的体积的三分之一;

17、利用控制泵连接所述控制流道;

18、向所述改性后光导开关的微流道中注入光导液体;

19、利用光纤连接所述微流道,得到所述微流控光导开关。

20、可选地,利用制备得到的pdms液体浇注所述开关模具,得到初始光导开关,包括:

21、将所述pdms液体浇注所述开关模具上;

22、对所述开关模具进行抽真空后,加热固化处理;

23、进行脱模,得到固化后的pdms开关;

24、对所述固化后的pdms开关进行加热处理;

25、将所述固化后的pdms开关置于载玻片上,进行氧等离子体处理,得到所述初始光导开关。

26、可选地,对所述初始光导开关进行微流道改性,得到改性后光导开关,包括:

27、按照质量比25:4,将硝酸银固体粉末加至去离子水中,得到第一溶液;

28、按照体积比为4000:65,向所述第一溶液中加入氨水,得到第二溶液;

29、按照葡萄糖粉末:所述硝酸银粉末的质量比为80:25,向所述第二溶液中加入所述葡萄糖粉末,得到银镀液;

30、将所述银镀液灌入所述初始光导开关的微流道和控制流道中;

31、将所述初始光导开关置于烘箱中进行加热,得到所述改性后光导开关。

32、可选地,对所述初始开关进行微流道改性,得到改性后光导开关,包括:

33、将氟硅烷、乙醇和水按质量比为1:40:9配置并混合得到第三溶液;

34、向所述第三溶液中滴加醋酸,直至调节ph值至4,得到第四溶液;

35、用磁力搅拌器对所述第四溶液进行搅拌,搅拌时间为10-15分钟,得到含氟混合液;

36、将所述含氟混合液灌入所述初始光导开关的微流道和控制流道中,静置5分钟后将所述含氟混合液抽出;

37、利用乙醇和去离子水进行冲洗,烘干,得到所述改性后光导开关。

38、可选地,所述pdms液体是通过如下步骤制备得到的:

39、将pdms预聚物和固化剂按体积比10:1倒入培养皿中,充分搅拌混合;

40、将培养皿放入真空烘箱中抽真空处理,得到所述pdms液体;

41、可选地,在所述抛光硅片上进行电射流打印,得到双三角形腔体,包括:

42、控制电射流打印电压在1500-3000伏范围内,打印喷头高度在0.5-1厘米范围内,peo墨水流量为2-5毫升/分钟,在所述抛光硅片上进行电射流打印,得到所述双三角形腔体;所述双三角形腔体的线条直径在50-60微米范围内,所述两个直角三角形的最长边的间距在100-120微米范围内;

43、在所述抛光硅片上进行电射流打印,得到光导通道,包括:

44、控制电射流打印电压在2000-3000伏范围内,打印喷头高度在0.5-1厘米范围内,pvp墨水流量为1-3毫升/分钟,在所述抛光硅片上进行电射流打印,得到所述光导通道,所述光导通道的直径在10-30微米范围内。

45、本发明实施例第二方面还提供了一种微流控光导开关,所述微流控光导开关是根据本发明实施例第一方面所述的微流控光导开关制备方法制备得到的。

46、本发明实施例第三方面还提供了一种用于制备微流控光导开关的开关模具,所述开关模具是通过在抛光硅片上进行电射流打印得到的。

47、本发明实施例提供了一种微流控光导开关制备方法、开关和开关模具,该方法包括:在抛光硅片上进行电射流打印,得到开关模具;利用制备得到的pdms液体浇注所述开关模具,得到初始光导开关,所述初始光导开关包括微流道和控制流道;对所述初始光导开关进行微流道改性,得到改性后光导开关;向所述改性后光导开关的控制流道和微流道中注入光导液体,得到微流控光导开关。本发明利用电射流打印技术得到开关模具,然后通过浇注、通道改性得到微流控液体光导开关,相比于现有微流控光导器件制作方法,本发明制造工艺简单,操作方便,成本更低,可广泛应用于各类光导器件制备过程中。

48、附图说明

49、为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

50、图1是本发明实施例提供的一种微流控光导开关制备方法的步骤流程图;

51、图2是本发明实施例提供的一种双三角形腔体的结构示意图;

52、图3是本发明实施例提供的一种开关模具的结构示意图;

53、图4是本发明实施例提供的一种消息传输装置的结构示意图;

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