一种高折射率激光直写光刻胶及高曲率光子引线的制备方法

文档序号:33383694发布日期:2023-03-08 07:07阅读:193来源:国知局
一种高折射率激光直写光刻胶及高曲率光子引线的制备方法

1.本发明属于光刻胶、激光直写、光子集成和光波导的技术领域,并具体公开了一种高折射率激光直写液态光刻胶及高曲率、高折射率光子引线的制备方法。
2.背景介绍
3.光子集成和光波导在过去的几年里取得了巨大的进步,具有tbit/s数据速率的芯片级收发系统已经可以实现。然而,随着芯片上集成密度的增加,高效的芯片外接口变得越来越具有挑战性。因此,突破光封装和互连技术的瓶颈是必须的,特别是在短距离光数据传输方面。在光子系统中,单片集成常常被认为是一种避免昂贵的芯片到芯片接口的方法,但相关的技术复杂性仍然使许多实际应用望而却步。一种工业上可行的芯片到芯片互连技术可以有效地结合不同集成平台的优势,例如,通过在绝缘体上硅衬底上与磷化铟上的有源光学元件互补大规模光电子集成,这种工业上可行的方式就是被称为飞秒激光直写的高效微纳加工技术。飞秒激光直写技术是一种基于双光子吸收原理的光刻技术,与紫外光刻技术相比,飞秒激光光刻无需掩膜版,仅利用飞秒激光焦点在双光子光刻胶内进行扫描就可以直接产生任意形状的2d或3d图形,因此该项技术被认为是精细微纳加工的理想手段。
4.飞秒激光直写技术使用的光刻胶与传统紫外光刻技术中使用的光刻胶略有不同,通常主要由光引发剂、单体和其他配体组成。光引发剂受到飞秒激光焦点的激发后引发双光子吸收,产生活泼自由基从而引发单体发生自由基聚合,单体聚合交联并变为不溶的聚合物,未被曝光的单体仍可溶于显影液,因此刻写结构得以保留。但是由于有机高分子材料自身的结构原因,光刻胶往往难以达到很高的折射率,现在市面和研究中使用的液体双光子光刻胶的折射率通常集中在1.4-1.5之间,这给光子集成和光波导的高效传输带来了障碍和困难。除折射率要求之外,用于光子集成和光波导的光刻胶还要满足多种性能要求,如在通信波段具有高透光性、得到的3d结构低于5%的收缩率、大于100mm/s的高速3d刻写速度、能保持稳定长跨度结构的优秀力学性能、低表面粗糙度等。目前还未发现能够满足以上所有条件的飞秒激光液体光刻胶。
5.本发明提供一种高折射率的激光直写液态光刻胶和高曲率光子引线的制作方法,光刻胶折射率在1.56-1.62范围内可调,具有很高的光敏性,最高可以实现200mm/s的3d结构激光直写,体积收缩率保持在2-4%,刻写后能够得到长径比10:1-30:1可调的长跨度稳定结构,同时具有较低的表面粗糙度。利用该光刻胶刻写得到的高曲率、高折射率光子引线结构均能实现90%的高效光通信效率,并且高曲率的光子引线更有利于提高芯片的集成度。


技术实现要素:

6.针对现有液态光刻胶及光子引线存在的缺陷,本发明提供了一种高折射率激光直写的液态光刻胶及高曲率光子引线的制备方法。
7.本发明采用以下技术方案实现:
8.一种高折射率激光直写液态光刻胶的制备方法,包括以下步骤:
9.(1)将芴系丙烯酸酯单体置于干净的棕色瓶中,在70℃水浴下加热至完全变成液体,向瓶中加入磁子,在水浴加热条件下持续搅拌至完全均匀;向其中加入其他多官能团丙烯酸单体,继续在加热条件下搅拌至完全均匀;向瓶中投入引发剂,继续在加热条件下搅拌至完全均匀;超声至气泡完全消失。
10.(2)取步骤(1)所得的光刻胶,滴于经过清洗处理的载体上,载体可以选用光纤头、光子芯片或硅片、玻璃片、石英片、氮化硅等片材中的一种。载体表面粗糙度需足够小;片材载体厚度优先选择0.15-0.3mm。
11.为了去除载体刻写界面上残留的盐和油渍等污垢,本发明采用以下清洗方法:
12.将载体依次置于去离子水、异丙醇和丙酮中,分别超声清洗10min后取出干燥;将清洗后的载片置于等离子清洗机中,清洗功率50-200w,清洗时间5-30min;将等离子清洗后的载片浸泡在3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯的乙醇溶液中,浓度为0.1-5%,浸泡时间15-60min;将载体取出并用乙醇溶液冲洗,自然晾干即可。
13.(3)将步骤(2)所得的滴有光刻胶的载体置于激光直写系统上;开启激光直写系统,将物镜焦点聚焦于光刻胶与载体的界面处;载入预先设计好的光子引线结构文件,设置激光光强和扫描速度并开始直写实验,飞秒激光直写结束后可以得到刻有光子引线结构的刻写载体。
14.本发明所使用的飞秒激光直写系统,包括沿光路方向依次设置的飞秒激光器、光开关、自动对准装置、振镜、物镜、压电平台,所述压电平台包括平移台和载体,所述平移台用于固定载体并调整其位置,所述的载体为光刻胶载体;所述的飞秒激光器波长为400-900nm,最优波长为780nm、640nm、525nm、517nm、405nm中的一种。
15.飞秒激光器发出的激光束由物镜聚焦在光刻胶内,激光焦点具有极大的光密度,从而引发光引发剂的非线性吸收,引发剂就此裂解成自由基并进一步引发单体的自由基聚合。通过软件控制飞秒激光光强和压电平台移动,控制焦点在光刻胶内逐层扫描即可获得预先设计好的2d或3d图案。
16.(4)将刻有光子引线结构的刻写载体水平浸泡在显影液中,浸泡显影时间为30s-30min;吸出70%体积的显影液并加入对应体积的异丙醇,浸泡同时用365nm波长的紫外灯照射,浸泡和照射时间为10min,该步骤重复三次;浸泡结束后取出自然平放晾干,得到高曲率光子引线。
17.光刻胶内部被激光焦点扫描的单体会发生自由基聚合,从液态转变为交联固态,单体结构改变使得交联态聚合物与单体在显影液中的溶解度不同,未反应的单体在显影液中的溶解度更高,因此利用溶解度差异可以将未反应的光刻胶去除,载体上保留的则是我们设计好的光子引线结构。本发明所述的特定显影液可以是对光刻胶单体有良好溶解性的溶剂,如丙酮、乙醇、异丙醇、丙二醇甲醚乙酸酯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷中的一种或多种。
18.本发明的原理是:双光子光刻胶是一种对飞秒激光具有非线性吸收的材料体系,光刻胶的引发剂为双光子光引发剂,其可进行双光子吸收而诱导单体聚合进一步诱导溶解性的转变,从而在显影后获得图案化结构。双光子光刻胶通常由双光子引发剂、交联单体、树脂、溶剂及助剂组成。双光子聚合时,只有在光密度足够大的飞秒激光焦点处,双光子引发剂分子才可以同时吸收两个光子从基态跃迁至激发态产生活性种并引发聚合反应。光子引线进行单芯片或者芯片到芯片的信息传输是利用全反射原理,设法提高光子引线曲率能
够增加光线入射角,更有利于全反射的发生;提高光子引线的折射率也是为了加强全反射。
19.本发明的有益效果在于:
20.光刻胶折射率高于绝大多数液体光刻胶并且在1.56-1.62范围内可调;光敏性高,可以实现3d结构的高速刻写,速度最快可达200mm/s,有望实现工业生产中的高速制备;经过飞秒激光刻写后保持低收缩率,收缩率可以控制在5%以下,并且在高速刻写下收缩率不会增大从而影响实际生产过程;刻写后能够得到长径比10:1-30:1可调的长跨度稳定结构,同时具有较低的表面粗糙度。利用该光刻胶能够得到高曲率、高折射率的光子引线结构,均能实现90%的高效光通信,并且高曲率的光子引线更有利于提高芯片的集成度。
附图说明
21.图1是光子引线波导效率结构示意图;
22.图2是光刻胶在不同飞秒激光扫描速度下的刻写阈值阵列的扫描图;
23.图3是光刻胶的刻写阈值随飞秒激光扫描速度变化曲线图;
24.图4是光刻胶在飞秒激光下刻写线条的扫描电子显微镜图像;
25.图5是光刻胶以50mm/s的飞秒激光扫描速度刻写立方体的扫描电子显微镜图像;
26.图6是光刻胶以150mm/s的飞秒激光扫描速度刻写立方体的扫描电子显微镜图像;
27.图7是光刻胶激光直写得到的跨度110μm的第一种光子引线结构扫描电子显微镜图像;
28.图8是光刻胶激光直写得到的跨度150μm的第二种光子引线结构扫描电子显微镜图像;
29.图9是光刻胶激光直写得到的跨度110μm的第三种光子引线结构扫描电子显微镜图像;
30.图10和本发明光刻胶固化前测得的近红外-可见-紫外光透射光谱图;
31.图11是本发明光刻胶固化后测得的近红外-可见-紫外光透射光谱图;
32.图12利用本发明制得的光刻胶直写得到的第一种光波导器件;
33.图13是利用本发明制得的光刻胶直写得到的第二种光波导器件。
具体实施方式
34.以下结合实例进一步说明本发明,但这些实例并不用来限制本发明。
35.实施例1
36.(1)配胶:将9,9-双[-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴用研钵碾成粉末状,称0.6g的9,9-双[-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴粉末置于清洗干净的棕色瓶中,70℃下水浴至液体状态;向瓶中加入0.4g三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯,混合液在70℃水浴下磁力搅拌至完全均匀;向瓶中加入0.025g 7-二乙基氨基-3-噻吩甲酰基香豆素(detc)并继续在70℃水浴下磁力搅拌至完全均匀;将光刻胶取出并持续超声1h至溶液中的气泡被完全除尽。
[0037]
(2)载体清洗:将光纤头依次置于去离子水、异丙醇和丙酮中,分别超声清洗10min后取出干燥;将光纤头置于等离子清洗机中进行清洗,清洗功率50w,清洗时间30min;将等离子清洗后的光纤头浸泡在3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯的乙醇溶液中,浓度为0.1%,浸泡时间60min;将刻写载体取出并用乙醇溶液冲洗,自然晾干;
[0038]
(3)激光直写:本发明所使用的双光束飞秒激光直写系统包括飞秒激光光源,连续激光光源,光束耦合系统、刻写对准装置、振镜、压电平台、物镜。将步骤(1)所得的光刻胶滴在完全清洁的光纤头上,粗糙度10nm,将光纤头置于直写系统样品架上;启动激光直写系统,飞秒激光功率调节范围为1-50mw,进行高曲率、高折射率光子引线的直写实验。
[0039]
(4)显影:将步骤(3)所得的刻有引线的光纤头水平浸泡在丙酮中,浸泡显影时间为15min;吸出70%体积的丙酮并加入对应体积的异丙醇,浸泡同时用365nm波长的紫外灯照射,浸泡和照射时间为10min,该步骤重复三次;浸泡结束后取出自然平放晾干。
[0040]
(5)光波导:光子引线波导效率检测系统如附图1所示,包括连续激光光源(1550nm)、光纤(1550nm)和光功率计。将步骤3得到的刻有光子引线的光纤头固定在样品架底部,启动激光光源和光功率计,进行光波导效率检测实验。
[0041]
实施例2
[0042]
(1)配胶:将(((9h-芴-9,9-二基)双(4,1-亚苯基))-双(氧基))双(2-羟基丙烷-3,1-二基)二丙烯酸酯用研钵碾成粉末状,称0.5g的(((9h-芴-9,9-二基)双(4,1-亚苯基))-双(氧基))双(2-羟基丙烷-3,1-二基)二丙烯酸酯粉末置于清洗干净的棕色瓶中,70℃下水浴至液体状态;向瓶中加入0.5g季戊四醇三丙烯酸酯(pet(a),混合液在70℃水浴下磁力搅拌至完全均匀;向瓶中加入0.0025g光引发剂369并继续在70℃水浴下磁力搅拌至完全均匀;将光刻胶取出并持续超声1h至溶液中的气泡被完全除尽。
[0043]
(2)载体清洗:将硅片依次置于去离子水、异丙醇和丙酮中,分别超声清洗10min后取出干燥;将光纤头置于等离子清洗机中进行清洗,清洗功率200w,清洗时间5min;将硅片浸泡在3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯的乙醇溶液中,浓度为5%,浸泡时间15min;将硅片取出并用乙醇溶液冲洗,自然晾干;
[0044]
(3)激光直写:本发明所使用的双光束飞秒激光直写系统包括飞秒激光光源,连续激光光源,光束耦合系统、刻写对准装置、振镜、压电平台、物镜。将步骤(1)所得的光刻胶滴在完全清洁的硅片上,粗糙度10nm,硅片厚度300μm。将硅片置于直写系统样品架上;启动激光直写系统,飞秒激光功率调节范围为1-50mw,进行高曲率、高折射率光子引线的直写实验。
[0045]
(4)显影:将步骤(3)所得的刻有引线的硅片水平浸泡在乙醇中,浸泡显影时间为30s;吸出70%体积的乙醇并加入对应体积的异丙醇,浸泡同时用365nm波长的紫外灯照射,浸泡和照射时间为10min,该步骤重复三次;浸泡结束后取出自然平放晾干。
[0046]
(5)光波导:光子引线波导效率检测系统如附图1所示,包括连续激光光源(激光器1550nm)、光纤(1550nm)和光功率计。将步骤3得到的刻有光子引线的硅片固定在样品架上,两侧连接光纤,启动激光光源和光功率计,进行光波导效率检测实验。
[0047]
实施例3
[0048]
(1)配胶:称1g大阪燃气化学株式会社ea-0200置于清洗干净的棕色瓶中,70℃下水浴至液体状态;向瓶中加入0.2g二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(tpo)并继续在70℃水浴下磁力搅拌至完全均匀;将光刻胶取出并持续超声1h至溶液中的气泡被完全除尽。
[0049]
(2)载体清洗:将光子芯片依次置于去离子水、异丙醇和丙酮中,分别超声清洗10min后取出干燥;将光子芯片置于等离子清洗机中进行清洗,清洗功率100w,清洗时间
10min;将等离子清洗后的芯片浸泡在3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯的乙醇溶液中,浓度为2.5%,浸泡时间30min;将芯片取出并用乙醇溶液冲洗,自然晾干;
[0050]
(3)激光直写:本发明所使用的双光束飞秒激光直写系统包括飞秒激光光源,连续激光光源,光束耦合系统、刻写对准装置、振镜、压电平台、物镜。将步骤(1)所得的光刻胶滴在完全清洁的芯片上,粗糙度5nm,将光子芯片置于直写系统样品架上;启动激光直写系统,飞秒激光功率调节范围为1-50mw,进行高曲率、高折射率光子引线的直写实验。
[0051]
(4)显影:将步骤(3)所得的刻有引线的光子芯片水平浸泡在丙二醇甲醚醋酸酯中,浸泡显影时间为30min;吸出70%体积的丙二醇甲醚醋酸酯并加入对应体积的异丙醇,浸泡同时用365nm波长的紫外灯照射,浸泡和照射时间为10min,该步骤重复三次;浸泡结束后取出自然平放晾干。
[0052]
(5)光波导:光波导检测系统如附图所示,包括连续激光光源(激光器1550nm)、光纤(1550nm)和光功率计。将光纤固定在样品架底部,将步骤3得到的刻有光子引线的芯片固定在样品架顶部,启动激光光源和光功率计,进行光波导效率检测实验。
[0053]
实施例4
[0054]
(1)配胶:将9-芴甲基丙烯酸甲酯用研磨碾成粉末状,称0.7g的9-芴甲基丙烯酸甲酯芴置于清洗干净的棕色瓶中,70℃下水浴至液体状态;瓶中加入磁子,70℃水浴下磁力搅拌至完全均匀;向瓶中加入0.3g二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯,混合液在70℃水浴下磁力搅拌至完全均匀;向瓶中加入0.1g 2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯(tpo-l)并继续在70℃水浴下磁力搅拌至完全均匀;将光刻胶取出并持续超声1h至溶液中的气泡被完全除尽。
[0055]
(2)载体清洗:将石英片依次置于去离子水、异丙醇和丙酮中,分别超声清洗10min后取出干燥;将石英片置于等离子清洗机中进行清洗,清洗功率50w,清洗时间30min;将等离子清洗后的芯片浸泡在3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯的乙醇溶液中,浓度为2.5%,浸泡时间30min;将石英片取出并用乙醇溶液冲洗,自然晾干;
[0056]
(3)激光直写:本发明所使用的双光束飞秒激光直写系统包括飞秒激光光源,连续激光光源,光束耦合系统、刻写对准装置、振镜、压电平台、物镜。将步骤(1)所得的光刻胶滴在完全清洁的石英片上,石英片粗糙度1nm、厚度100μm,将载片置于直写系统样品架上;启动激光直写系统,飞秒激光功率调节范围为1-50mw,进行高曲率、高折射率光子引线的直写实验。
[0057]
(4)显影:将步骤(3)所得的刻有引线的石英片水平浸泡在二甲苯中,浸泡显影时间为15min;吸出70%体积的二甲苯并加入对应体积的异丙醇,浸泡同时用365nm波长的紫外灯照射,浸泡和照射时间为10min,该步骤重复三次;浸泡结束后取出自然平放晾干。
[0058]
(5)光波导:将光纤固定在样品架底部,将步骤(3)得到的刻有光子引线的石英片置于样品架上,光纤头和玻璃片之间的空隙使用折射率油填充(na=1.518),启动激光光源和光功率计,进行光波导效率检测实验。
[0059]
实施例5
[0060]
(1)配胶:称0.8g的(9h-芴-9,9-二基)双(亚甲基)二丙烯酸酯置于清洗干净的棕色瓶中,70℃下水浴至液体状态;向瓶中加入0.1g季戊四醇四丙烯酸酯和0.1g双季戊四醇六丙烯酸酯,混合液在70℃水浴下磁力搅拌至完全均匀;向瓶中加入0.15g光引发剂651并
继续在70℃水浴下磁力搅拌至完全均匀;将光刻胶取出并持续超声1h至溶液中的气泡被完全除尽。
[0061]
(2)载体清洗:将玻璃片依次置于去离子水、异丙醇和丙酮中,分别超声清洗10min后取出干燥;将石英片置于等离子清洗机中进行清洗,清洗功率100w,清洗时间20min;将等离子清洗后的芯片浸泡在3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯的乙醇溶液中,浓度为1%,浸泡时间30min;将玻璃片取出并用乙醇溶液冲洗,自然晾干;
[0062]
(3)激光直写:本发明所使用的双光束飞秒激光直写系统包括飞秒激光光源,连续激光光源,光束耦合系统、刻写对准装置、振镜、压电平台、物镜。将步骤(1)所得的光刻胶滴在完全清洁的玻璃片上,载片粗糙度5nm、厚度150μm,将载片置于直写系统样品架上;启动激光直写系统,飞秒激光功率调节范围为1-50mw,进行高曲率、高折射率光子引线的直写实验。
[0063]
(4)显影:将步骤(3)所得的刻有引线的玻璃片水平浸泡在二氯甲烷中,浸泡显影时间为10min;吸出70%体积的二氯甲烷并加入对应体积的异丙醇,浸泡同时用365nm波长的紫外灯照射,浸泡和照射时间为10min,该步骤重复三次;浸泡结束后取出自然平放晾干。
[0064]
(5)光波导:光将光纤头固定在样品架底部,将步骤(3)得到的刻有光子引线的玻璃片置于样品架上,光纤头和玻璃片之间的空隙使用折射率油填充(na=1.518),启动激光光源和光功率计,进行光波导效率检测实验。
[0065]
下表1是五个实施实例得到的光刻胶固化前后的折射率和刻写后体积收缩率数据。
[0066]
表1
[0067] 折射率(固化前)折射率(固化后)收缩率实施实例11.5691.5784%实施实例21.5751.5854.5%实施实例31.5711.5833.4%实施实例41.6161.6274.7%实施实例51.5631.5712.1%
[0068]
可以看到本发明提出的高折射率光刻胶组合物的折射率可以在1.56-1.62范围内可调,在固化后,光刻胶的折射率略有上升,表明经过飞秒激光刻写固化的结构依旧能保持高折射率。除折射率外,本发明提出的光刻胶光敏性高,可以实现3d结构的高速刻写,速度最快可达200mm/s,有望实现工业生产中的高速制备;经过飞秒激光刻写后保持低收缩率,收缩率可以控制在5%以下,并且在高速刻写下收缩率不会增大从而影响实际生产过程,能保持在高速刻写条件下低收缩率;刻写后能够得到长径比10:1-30:1可调的长跨度稳定结构,同时具有较低的表面粗糙度。利用该光刻胶能够得到高曲率、高折射率的光子引线结构,均能实现90%的高效光通信,并且高曲率的光子引线更有利于提高芯片的集成度。
[0069]
图2是光刻胶在不同飞秒激光扫描速度下的刻写阈值阵列的扫描电子显微镜图像,图3是光刻胶的刻写阈值随飞秒激光扫描速度变化曲线,图4是光刻胶在飞秒激光下刻写线条的扫描电子显微镜图像。从图2和图3中可以看出光刻胶具有良好的光敏性,以1mm/s的扫描速度刻写2d线条所需的激光阈值能量仅需要21mw,并且如果扫描速度降低,刻写所需的激光阈值也会随之降低,若以0.1mm/s速度刻写2d线条,所需的激光阈值仅为6.5mw。从
图4中可以看出,光刻胶刻写后的2d线条也具有良好的精度,最低刻写线条宽度为150nm。
[0070]
图5和图6是光刻胶分别以50mm/s和150mm/s的飞秒激光扫描速度刻写3d立方体的扫描电子显微镜图像。因为光子引线是用于光通信的器件,因此3d结构的精确度对保持高通信效率有很大的影响,一般要求3d结构的收缩率低于5%。从图5和图6可以看出,本发明制得的光刻胶分别以50mm/s和150mm/s刻写时的收缩率均可以保持很低,分别为4%和2.3%,并且150mm/s的高速光刻也更有利于刻写大面积和大体积结构。
[0071]
图7、图8和图9是对光刻胶激光直写得到的三种设计好的高曲率光子引线结构的扫描电子显微镜图像。图7、图8和图9的跨度分别为110μm、150μm和110μm,可以看出引线结构的中间跨度部分未出现明显的塌陷,表明本发明的光刻胶通过激光直写得到的结构具有良好的力学性能,能够支持长径比大于15的长跨度结构,这对于光子引线结构来说十分重要。光子引线两端引脚切线与载体保持垂直且无形变,引脚高曲率结构形态保持良好,有助于光线在引线内部发生高效全反射。
[0072]
图10和图11分别是本发明光刻胶固化前后测得的近红外-可见-紫外光透射光谱图。因为光波导使用的近红外光波长主要是1550nm和1310nm。因此,所得的光子引线和其他光波导器件在这两个波段上不能有很大的吸收,一般要求在以上两个波段的透过率大于90%。材料对这两个波段的近红外光的吸收主要来自于碳氢键,因此,这一性能要求发明人需要选择合适的单体来配置光刻胶。从图10和图11中可以看出,本发明得到的光刻胶在固化前后在1550nm和1310nm处的透光率均保持在99%以上,这说明本发明的光刻胶及固化后得到的光子引线结构对通讯波段的近红外光的自身吸收很小,有利于降低光通讯的损耗。
[0073]
本发明提出的光刻胶通过激光直写固化得到的不同结构的高曲率、高折射率光子引线对1550nm的近红外光的传导效率如表2。
[0074]
表2
[0075]
结结构1结构2结构3实施实例194.3%93.2%90.5%实施实例290.7%89.5%87.9%实施实例396.2%94.1%90.8%实施实例495.2%95.0%93.7%实施实例590.2%88.1%84.8%
[0076]
从上表2可以看出,五种实施实例得到的光子引线结构对1550nm的通讯波段光均具有良好的传导能力,最终光功率计接收到的功率基本保持在入射功率的90%左右。这主要得益于三个方面:
[0077]
(1)本发明配置的光刻胶的选材本身在光通讯波段的自身吸收较小,从图5的透射谱图上就可以反映出材料固化前后在通讯波段的光透过率均保持99%左右;
[0078]
(2)本发明配置的光刻胶以芴系丙烯酸酯为主体,使得最终光刻胶的折射率基本保持在1.57(固化前),在经过激光直写固化后,其折射率会有进一步的提升,这一折射率远超市面上常见的液体光刻胶。折射率的提高更有利于光在传导时在光子引线内部的全反射并减少因全反射不足而导致的光能量损失;
[0079]
(3)本发明的光子引线的设计与以往报道中完全不同,本发明设计的光子引线拥有极高的曲率,能够满足通信光从引线一段射入并从另一端射出,这期间光线方向发生了
180
°
的改变。相比于传统报道的水平引线,这种高曲率结构使得通信光射入到引线表面时的入射角增大,更有利于通信光发生全反射,从而减少光损耗。
[0080]
图12和图13是利用本发明制得的光刻胶直写得到的其他光波导器件。从图12中可以看出,本发明的光刻胶通过激光直写可以得到非常精细的纹理结构,表明该光刻胶可以用作2d精细光波导器件的刻写。从图13中可以看出,本发明的光刻胶刻写三维精细结构依旧有良好的效果,并且收缩率低,有助于设计结构的保持。
[0081]
以上所述仅为本发明的优选实施实例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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