发明名称 全光纤元件的制作方法
摘要 一种全光纤元件及其制作方法,包括侧磨及熔合混合等步骤。于侧磨步骤中,使用矽晶片做为研磨基底,研磨复数光纤以便形成一研磨面,其中研磨面极接近至光蕊。研磨后的光纤与矽晶片分离,将两光纤的研磨面对准与贴合后,再藉由熔合方式制作成微型光纤元件。进一步,藉由本发明揭露之方法,可制作一多通道全光纤元件、光加/取多工元件等等。
申请公布号 TW581894 申请公布日期 2004.04.01
申请号 TW091113891 申请日期 2002.06.25
申请人 曾孝明 发明人 曾孝明;陈南光
分类号 G02B6/255;G02B6/34 主分类号 G02B6/255
代理机构 代理人 洪澄文 台北市大安区信义路四段二七九号三楼;颜锦顺 台北市大安区信义路四段二七九号三楼
主权项 1.一种全光纤元件之制造方法,其包括下列步骤: (i)于一矽基底上形成具有既定曲率半径之一凹槽; (ii)使用一胶水将一第一光纤固定于上述凹槽内; (iii)研磨上述第一光纤之光壳至接近上述第一光 纤内之蕊心,形成具有一第一研磨面的第一侧磨光 纤; (iv)使用一液体将上述第一光纤与上述半导体基底 分离; (v)根据上述步骤(i)至步骤(iv)形成具有一第二研磨 面之第二侧磨光纤;以及 (vi)将上述第一研磨面与上述第二研磨面对准接触 后,将上述第一侧磨光纤与上述第二侧磨光纤熔合 形成该全光纤元件,其中,上述第一研磨面与上述 第二研磨之间形成一耦合区域。2.如申请专利范 围第1项所述的全光纤元件之制造方法,更包括下 列步骤:以光纤熔烧机加热上述全光纤元件之耦合 区域,拉伸该耦合区域之长度以便调整输出讯号之 光场大小。3.如申请专利范围第1项所述的全光纤 元件之制造方法,其中可使用火焰熔融方法、电热 丝加热方法、电磁波(RF)加热方法、尖端放电或雷 射光束熔合上述第一侧磨光纤与上述第二侧磨光 纤。4.如申请专利范围第1项所述的全光纤元件之 制造方法,更包括下列步骤:当上述第一研磨面与 上述第二研磨面对准接触后,于邻近此等研磨面之 两外侧,以胶水将该等光纤固定。5.如申请专利范 围第2项所述的全光纤元件之制造方法,更包括下 列步骤:将紫外光固化材料包覆该全光纤元件,接 着施加紫外光照射该紫外光固化材料,以便保护该 全光纤元件。6.如申请专利范围第2项所述的全光 纤元件之制造方法,更包括下列步骤: 将复数全光纤元件之耦合区域叠加在一起;以及 加以熔烧与拉伸该等全光纤元件,形成一多通道全 光纤元件。7.如申请专利范围第6项所述的全光纤 元件之制造方法,更包括下列步骤: 以一套管套住上述多通道全光纤元件之耦合区域; 以及 以胶水将该套管与该多通道全光纤元件固定。8. 如申请专利范围第1项所述的全光纤元件之制造方 法,更包括下列步骤: 将上述第一侧磨光纤设置于一第一框架,其中该第 一框架具有至少两个对准元件; 将上述第二侧磨光纤设置于一第二框架,其中该第 二框架具有至少两个锁孔;以及 将上述第一框架之对准元件与第二框架之对准元 件对齐,接着将两框架对准固定,使得上述第一研 磨面与上述第二研磨面对准接触。9.如申请专利 范围第8项所述的全光纤元件之制造方法,其中侧 磨光纤之固定系以真空吸附方式行之。10.如申请 专利范围第1项所述的全光纤元件之制造方法,更 包括下列步骤: 于该全光纤元件之耦合区域,藉由UV曝光方式形成 布拉格光栅,其中该耦合区域形成一非光栅耦合部 分与一光栅耦合部分;以及 将一信号输入上述全光纤元件,于熔合上述耦合区 域之上述非光栅耦合部分时,拉伸该全光纤元件之 非光栅耦合部分长度,选择性决定光讯号至既定输 出端输出。11.如申请专利范围第10项所述的全光 纤元件之制造方法,更包括下列步骤:于上述全光 纤元件之耦合区域,使用一包覆层包覆上述耦合区 域,其中该包覆层具有温度补偿作用。12.如申请专 利范围第1项所述的全光纤元件之制造方法,其中 上述第一光纤与第二光纤皆为多模态光纤。13.如 申请专利范围第8项所述的全光纤元件之制造方法 ,其中当上述第一侧磨光纤与第二侧磨光纤分别设 置于上述第一框架与第二框架后,藉由化学药品、 有机溶剂或腐蚀液体将该等光纤与矽基底分离。 14.如申请专利范围第11项所述的全光纤元件之制 造方法,其中上述包覆层系选自包括一高分子材料 制作之保护外罩、金属套管、陶瓷套管、玻璃材 料制作之套管以及具有温度补偿作用之套管中之 一种。15.如申请专利范围第1项所述的全光纤元件 之制造方法,更包括下列步骤: 于该全光纤元件之耦合区域,藉由UV曝光方式形成 布拉格光栅,其中该耦合区域形成一非光栅耦合部 分与一光栅耦合部分;以及 将一信号输入上述全光纤元件,于熔合上述耦合区 域之上述光栅耦合部分时,拉伸该全光纤元件之光 栅区域外部分长度,选择性决定上述光讯号至预先 指定之输出端输出。16.如申请专利范围第15项所 述的全光纤元件之制造方法,更包括下列步骤:于 上述全光纤耦合器之耦合区域,使用一包覆层包覆 上述耦合区域,其中该包覆层具有温度补偿作用。 17.如申请专利范围第16项所述的全光纤元件之制 造方法,其中上述包覆层系选自包括一高分子材料 制作之套管、金属套管、陶瓷套管、玻璃材料制 作之套管以及具有温度补偿作用之套管中之一种 。18.如申请专利范围第1项所述的全光纤元件之制 造方法,其中位于上述V型凹槽之两端,该等光纤更 具有一塑胶保护外壳。19.如申请专利范围第1项所 述的全光纤元件之制造方法,更包括下列步骤: 将上述胶水利用毛细作用自上述V型凹槽之两端吸 附至上述V型凹槽之中心,使得上述胶水均匀的分 布于上述V型凹槽内;以及 于上述V型凹槽内设置上述光纤。20.如申请专利范 围第1项所述的全光纤元件之制造方法,更包括下 列步骤: 于上述V型凹槽内设置上述光纤;以及 将上述胶水利用毛细作用自上述V型凹槽之两端吸 附至上述V型凹槽之中心,使得上述胶水均匀的分 布于上述V型凹槽与光纤之间的空隙。21.如申请专 利范围第1项所述的全光纤元件之制造方法,更包 括下列步骤: 于该全光纤元件之耦合区域,藉由UV曝光方式形成 布拉格光栅,其中该耦合区域形成一非光栅耦合部 分与一光栅耦合部分;以及 将一多波道波长光讯号输入上述全光纤元件之第 一光纤后,适当地调整上述耦合区域之相位,使得 该多波道波长光讯号之一波道波长光讯号自第二 光纤输出以及剩余的波道波长光讯号自第一光纤 之输出端输出。22.一种全光纤元件之制造方法,其 包括下列步骤: 根据申请专利范围第1项所述的方法形成一第一全 光纤元件; 于该第一全光纤元件之耦合区域,藉由UV曝光方式 形成一布拉格光栅,其中一多波道波长光讯号输入 该第一全光纤元件后,该多波道波长光讯号之一波 道波长光讯号自该第一全光纤元件之一既定端输 出,且剩余的波道波长光讯号自该第一全光纤元件 之一另一既定端输出; 根据申请专利范围第1项所述的方法形成一第二全 光纤元件; 于该第二全光纤元件之耦合区域,藉由UV曝光方式 形成上述布拉格光栅;以及 将该第二全光纤元件与上述第一全光纤元件连接, 使得上述多波道波长光讯号之一波道波长光讯号 自该第二全光纤元件输出。23.一种全光纤元件之 制造方法,其包括下列步骤: 根据申请专利范围第1项所述的方法形成一第一全 光纤元件; 于该第一全光纤元件之耦合区域,藉由UV曝光方式 形成一布拉格光栅,其中一多波道波长光讯号输入 该第一全光纤元件之第一端后,该多波道波长光讯 号之一波道波长光讯号自该第一全光纤元件之第 二端输出,且剩余的波道波长光讯号自该第一全光 纤元件之第三端输出; 根据申请专利范围第1项所述的方法形成一第二全 光纤元件; 于该第二全光纤元件之耦合区域,藉由UV曝光方式 形成另一布拉格光栅;以及 将该第二全光纤元件之第一端与上述第一全光纤 元件之第三端连接,使得来自上述第一全光纤元件 之第三端的一多波道波长光讯号输入该第二全光 纤元件之第一端后,该多波道波长光讯号之再一波 道波长光讯号自该第二全光纤元件之第二端输出, 且剩余的波道波长光讯号自该第二全光纤元件之 第三端输出。图式简单说明: 第1图系显示一种中间窄两侧宽的线型光罩图案; 第2A图系显示矽晶片基底的纵向剖面图示; 第2B图系显示矽晶片基底的横向剖面图示; 第3图显示光纤固定于V型凹槽内的纵向剖面图; 第4图系显示经过研磨的光纤固定于V型凹槽内的 横向图示; 第5图系一上视图,其概要地显示经研磨后的光纤 放置于一框架上; 第6图系一上视图,其概要地显示复数侧磨光纤设 置于上述框架上; 第7图系一立体图式,其概要地显示两组框架固定 在一起; 第8A图系概要地显示以一雷射光束熔合两侧磨光 纤之研磨面; 第8B图系概要地显示以传统光纤熔烧方式将两侧 磨光纤之研磨面熔合; 第8C图系概要地显示于熔合两侧磨光纤之前,利用 胶水将两侧磨光纤之研磨面以外之区域固定; 第9A图系概要地显示再以熔烧方式,调整全光纤元 件之耦合区域长度; 第9B图系概要地显示于全光纤元件之耦合区域形 成一保护层; 第10A图系概要地显示将复数个全光纤元件藉由熔 合步骤制造出一多通道微型光纤元件; 第10B图系概要地显示一金属套管保护多通道全光 纤元件之耦合区域; 第11图系概要地显示以紫外光于全光纤元件之耦 合区域形成布拉格光栅; 第12图系显示以套管保护光添加/移出波道多工器 之耦合区域; 第13A图系显示微型光纤耦合器之移出模式; 第13B图系显示微型光纤耦合器之添加模式; 第14A图与第14B图系分别串联式光添加/移出波道多 工器。
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