发明名称 制造光纤装置之方法及其装置
摘要 本发明提供一种制造光纤装置之方法。该方法包含提供超短具有亚微微秒雷射脉冲持续性之脉冲雷射以产生波长为λ的雷射输出,提供雷射输出聚焦透镜将雷射输出聚焦,该透镜空间工作距离≧3mm以及数值孔径NA≦1,提供可控制的定位平移载台,该定位平移载台作为承受光纤装置之氧化物大块玻璃物体,提供氧化物大块玻璃物体,该氧化物大块玻璃在λ下具有透射度至少为90%/cm,使用载台将此氧化物大块玻璃物体定位,其中玻璃物体被此载台承受,将雷射输出聚焦经由雷射输出聚焦透镜以在此氧化物大块玻璃物体附近产生具有亚微微秒雷射脉冲持续性焦点,以及相对于此亚微微秒雷射脉冲持续性焦点以平移此氧化物大块玻璃物体,其中焦点描绘洞孔前身产物轨迹图案通过氧化物大块玻璃物体,在搅动加热酸性浸浴中将此氧化物大块玻璃物体进行酸蚀刻,其中所描绘聚焦洞孔前身产物轨迹图案被蚀刻至光纤承受洞孔,清洗此含有蚀刻光纤承受洞孔之酸蚀刻氧化物大块玻璃物体,以及将光纤插入光纤承受洞孔中以提供被洞孔包含的光纤。
申请公布号 TW570903 申请公布日期 2004.01.11
申请号 TW091115388 申请日期 2002.07.06
申请人 康宁公司 发明人 尼可法西包锐里;约塞史劳德;爱里登史透夫;艾得法西默非
分类号 C03C15/00 主分类号 C03C15/00
代理机构 代理人 吴洛杰 台中市北区太原路二段二一五巷一弄八号
主权项 1.一种制造光纤装置之方法,该方法包含:提供超短脉冲雷射以产生波长为的雷射输出,此雷射输出具有亚微微秒的雷射脉冲持续性,提供雷射输出聚焦透镜将雷射输出聚焦,该透镜空间工作距离≧3mm以及数値孔径NA≧1,提供可控制的定位平移载台,该定位平移载台作为承受氧化物大块玻璃物体,提供氧化物大块玻璃物体,该氧化物大块玻璃在下具有透射度至少为90%/cm,使用载台将此玻璃物体定位,其中玻璃物体被此载台承受,将雷射输出聚焦经由雷射输出聚焦透镜以在此氧化物大块玻璃物体附近产生具有亚微微秒雷射脉冲持续性焦点,相对于此亚微微秒雷射脉冲持续性焦点以平移此氧化物大块玻璃物体,其中焦点描绘洞孔前身产物轨迹图案通过氧化物大块玻璃物体,在搅动加热酸性浸浴中将此氧化物大块玻璃物体进行酸蚀刻,其中所描绘聚焦洞孔前身产物轨迹图案被蚀刻至光纤承受洞孔,清洗此含有蚀刻光纤承受洞孔之酸蚀刻氧化物大块玻璃物体,将光纤插入光纤承受洞孔中以提供被洞孔包含的光纤。2.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供超短脉冲雷射包含提供<100fs(飞秒)脉冲雷射以产生<100fs雷射脉冲持续性之雷射输出。3.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供超短脉冲雷射包含提供<50fs(飞秒)脉冲雷射以产生<50fs雷射脉冲持续性之雷射输出。4.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供超短脉冲雷射包含提供<40fs(飞秒)脉冲雷射以产生<40fs雷射脉冲持续性之雷射输出。5.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供超短脉冲雷射包含提供≧5微焦耳的脉冲能量雷射以产生具有≧5微焦耳脉冲之雷射输出。6.依据申请专利范围第1项之方法,其中酸蚀刻包含超音波地搅动该酸浸浴。7.依据申请专利范围第1项之方法,其中蚀刻包含对酸浸浴加热到至少50℃。8.依据申请专利范围第1项之方法,其中酸浸浴包含提供HF酸浸浴。9.依据申请专利范围第8项之方法,其中酸浸浴为>5%HF体积百分比之水溶液。10.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供氧化物大块玻璃物体包含提供透射度≧95%/cm之氧化物大块玻璃物体。11.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供超短脉冲雷射包含提供<1000nm雷射。12.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供雷射包含提供波长在800100nm范围内之雷射。13.依据申请专利范围第1项之方法,其中中央位于800nm处。14.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供氧化物大块玻璃物体包含提供含有TiO2之矽石玻璃物体。15.依据申请专利范围第14项之方法,其中含有TiO2之矽石玻璃物体含有5-10%重量比TiO2。16.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供氧化物大块玻璃物体包含提供具有至少100ppm重量比OH之矽石玻璃。17.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供氧化物大块玻璃物体包含提供具有至少500ppm重量比OH之矽石玻璃。18.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供氧化物大块玻璃物体包含提供未陶瓷化之玻璃-陶瓷前身产物玻璃。19.依据申请专利范围第18项之方法,其中提供未陶瓷化之玻璃-陶瓷前身产物玻璃包含提供锂铝矽酸盐玻璃生的物体。20.依据申请专利范围第18项之方法,其中提供未陶瓷化之玻璃-陶瓷前身产物玻璃包含提供锂铝矽酸盐玻璃生的物体。21.依据申请专利范围第18项之方法,其中提供未陶瓷化之玻璃-陶瓷前身产物玻璃包含提供光敏性晶核形成玻璃。22.依据申请专利范围第21项之方法,其中提供光敏性晶核形成玻璃形成锂偏矽酸盐微晶质相。23.依据申请专利范围第18项之方法,其中提供未陶瓷化之玻璃-陶瓷前身产物玻璃包含提供一种玻璃,该玻璃可陶瓷化为负热膨胀性玻璃-陶瓷物体。24.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供氧化物大块玻璃物体包含提供成批熔融玻璃。25.依据申请专利范围第1项之方法,其中该方法制造出光纤装置。26.依据申请专利范围第1项之方法,其中经由氧化物玻璃物体之洞孔前身产物轨迹图案包含围绕着未照射中央玻璃体积之轮廓外形前身产物轨迹,该玻璃体积利用酸蚀刻由氧化物玻璃玻璃分开以提供承受光纤之洞孔。27.依据申请专利范围第26项之方法,其中轮廓外形洞孔前身产物轨迹具有圆形断面。28.依据申请专利范围第26项之方法,其中轮廓外形洞孔前身产物轨迹具有非圆形之断面。29.依据申请专利范围第26项之方法,其中轮廓外形洞孔前身产物轨迹具有变化之断面。30.依据申请专利范围第26项之方法,其中提供氧化物大块玻璃物体具有第一表面,和第二远端表面,以及在第一和第二表面间之厚的中间部份,以及轮廓外形洞孔前身产物轨迹具有扩张断面,此扩张断面从接近至少其中一个表面的第一断面扩张到接近厚的中间部份之扩张为较为宽广之断面。31.依据申请专利范围第26项之方法,其中玻璃物体具有厚的中间部份以及轮廓外形洞孔前身产物轨迹在厚的中间部份膨胀。32.一种制造光纤光纤支架之方法,该方法包含:提供超短脉冲雷射以产生波长为的雷射输出,此雷射输出具有亚微微秒的雷射脉冲持续性,提供雷射输出聚焦透镜将雷射输出聚焦,该透镜空间工作距离≧3mm以及数値孔径NA≦1,提供氧化物大块玻璃物体,该氧化物大块玻璃在下具有透射度,使用载台将此玻璃物体定位,其中玻璃物体被此载台承受,将雷射输出聚焦经由雷射输出聚焦透镜在此氧化物大块玻璃物体附近产生具有亚微微秒雷射脉冲持续性之焦点,利用此亚微微秒雷射脉冲持续性焦点描绘洞孔前身产物轨迹图案而经由氧化物大块玻璃物体,在超音波搅动HF酸浸浴中将此氧化物大块玻璃物体作酸蚀刻,其中所描绘聚焦洞孔前身产物轨迹图案被蚀刻为光纤承受洞孔,清洗以及乾燥此含有蚀刻光纤承受洞孔之酸蚀刻氧化物大块玻璃物体以提供光纤支架。33.依据申请专利范围第32项之方法,其中提供超短脉冲雷射包含提供<100fs(飞秒)脉冲雷射以产生<100fs雷射脉冲持续性之雷射输出。34.依据申请专利范围第32项之方法,其中提供超短脉冲雷射包含提供<50fs(飞秒)脉冲雷射以产生<50fs雷射脉冲持续性之雷射输出。35.依据申请专利范围第32项之方法,其中提供超短脉冲雷射包含提供<40fs(飞秒)脉冲雷射以产生<40fs雷射脉冲持续性之雷射输出。36.依据申请专利范围第32项之方法,其中提供超短脉冲雷射包含提供≧5微焦耳的脉冲能量雷射以产生具有≧5微焦耳脉冲之雷射输出。37.依据申请专利范围第32项之方法,其中酸蚀刻包含加热该酸浸浴。38.依据申请专利范围第32项之方法,其中酸浸浴为15%HF之水溶液。39.依据申请专利范围第32项之方法,其中提供氧化物大块玻璃物体包含提供透射度≧90%/cm之氧化物大块玻璃物体。40.依据申请专利范围第32项之方法,其中提供超短脉冲雷射包含提供<1000nm雷射。41.依据申请专利范围第32项之方法,其中提供雷射包含提供波长在800100nm范围内之雷射。42.依据申请专利范围第32项之方法,其中中央位于800nm处。43.依据申请专利范围第32项之方法,其中提供氧化物大块玻璃物体包含提供含有TiO2之矽石玻璃物体。44.依据申请专利范围第43项之方法,其中含有TiO2之矽石玻璃物体含有5-10%重量比TiO2。45.依据申请专利范围第32项之方法,其中提供氧化物大块玻璃物体包含提供具有至少100ppm重量比OH之矽石玻璃。46.依据申请专利范围第32项之方法,其中提供氧化物大块玻璃物体包含提供具有至少500ppm重量比OH之矽石玻璃。47.依据申请专利范围第32项之方法,其中提供氧化物大块玻璃物体包含提供未陶瓷化之玻璃-陶瓷前身产物玻璃。48.依据申请专利范围第47项之方法,其中提供未陶瓷化之玻璃-陶瓷前身产物玻璃包含提供锂铝矽酸盐玻璃生的物体。49.依据申请专利范围第47项之方法,其中提供未陶瓷化之玻璃-陶瓷前身产物玻璃包含提供锂铝矽酸盐玻璃。50.依据申请专利范围第47项之方法,其中提供未陶瓷化之玻璃-陶瓷前身产物玻璃包含提供光敏性晶核形成玻璃。51.依据申请专利范围第50项之方法,其中提供光敏性晶核形成玻璃形成锂偏矽酸盐微晶质相。52.依据申请专利范围第47项之方法,其中提供未陶瓷化之玻璃-陶瓷前身产物玻璃包含提供一种玻璃,该玻璃可陶瓷化为负热膨胀性玻璃-陶瓷物体。53.依据申请专利范围第32项之方法,其中提供氧化物大块玻璃物体包含提供成批熔融玻璃。54.依据申请专利范围第32项之方法,其中经由氧化物玻璃物体之洞孔前身产物轨迹图案包含围绕着玻璃体积之轮廓外形前身产物轨迹,该玻璃体积利用酸蚀刻由氧化物玻璃玻璃分开以提供承受光纤之洞孔。55.依据申请专利范围第54项之方法,其中轮廓外形洞孔前身产物轨迹具有圆形断面。56.依据申请专利范围第54项之方法,其中轮廓外形洞孔前身产物轨迹具有非圆形之断面。57.依据申请专利范围第54项之方法,其中轮廓外形洞孔前身产物轨迹具有变化之断面。58.依据申请专利范围第54项之方法,其中提供氧化物大块玻璃物体具有第一表面,和第二远端表面,以及在第一和第二表面间之厚的中间部份,以及轮廓外形洞孔前身产物轨迹具有扩张断面,此扩张断面从接近至少其中一个表面的第一断面扩张到接近厚的中间部份之扩张为较为宽广之断面。59.依据申请专利范围第32项之方法,其中光纤支架构成光纤装置。廓外形洞孔前身产物之厚的中间部份在中间处膨胀。60.依据申请专利范围第54项之方法,其中玻璃物体具有轮廓外形洞孔前身产物之厚的中间部份在中间处膨胀。61.一种制造一组多个精确洞孔经由大块氧化物玻璃之方法,该方法包含;提供超短脉冲雷射以产生波长为的雷射输出,此雷射输出具有亚微微秒的雷射脉冲持续性,提供雷射输出聚焦透镜将雷射输出聚焦,该透镜空间工作距离≧3mm以及数値孔径NA≦0.5,提供承受氧化物大块玻璃玻璃之载台,该载台承受氧化物大块玻璃物体,提供氧化物大块玻璃物体,该物体厚度至少为0.25mm,该氧化物大块玻璃物体对具有透射度,使用载台将此玻璃物体定位,其中玻璃物体被此载台承受,将雷射输出聚焦经由雷射输出聚焦透镜在此氧化物大块玻璃物体附近产生具有亚微微秒雷射脉冲持续性之焦点,利用此亚微微秒雷射脉冲持续性焦点描绘洞孔前身产物轨迹图案而经由氧化物大块玻璃物体,在超音波搅动HF酸浸浴中将此氧化物大块玻璃物体作酸蚀刻,其中所描绘聚焦洞孔前身产物轨迹图案被蚀刻为光纤承受洞孔,清洗以及乾燥此含有蚀刻氧化物大块玻璃物体以提供精确洞孔通过氧化物大块玻璃大块玻璃物体之大块玻璃至少0.25mm厚度。62.依据申请专利范围第60项之方法,其中提供超短脉冲雷射包含提供<100fs(飞秒)脉冲雷射以产生<100fs雷射脉冲持续性之雷射输出。63.依据申请专利范围第60项之方法,其中提供超短脉冲雷射包含提供<50fs(飞秒)脉冲雷射以产生<50fs雷射脉冲持续性之雷射输出。64.依据申请专利范围第60项之方法,其中提供超短脉冲雷射包含提供<40fs(飞秒)脉冲雷射以产生<40fs雷射脉冲持续性之雷射输出。65.依据申请专利范围第60项之方法,其中提供超短脉冲雷射包含提供≧5微焦耳的脉冲能量雷射以产生具有≧5微焦耳脉冲之雷射输出。66.依据申请专利范围第60项之方法,其中酸蚀刻包含加热该酸浸浴。67.依据申请专利范围第60项之方法,其中酸浸浴为15%HF之水溶液。68.依据申请专利范围第60项之方法,其中提供氧化物大块玻璃物体包含提供透射度≧90%/cm之氧化物大块玻璃物体。69.依据申请专利范围第60项之方法,其中提供超短脉冲雷射包含提供<1000nm雷射。70.依据申请专利范围第60项之方法,其中提供雷射包含提供波长在800100nm范围内之雷射71.依据申请专利范围第60项之方法,其中中央位于800nm处。72.依据申请专利范围第60项之方法,其中提供氧化物大块玻璃物体包含提供含有TiO2之矽石玻璃物体。73.依据申请专利范围第72项之方法,其中含有TiO2之矽石玻璃物体含有5-10%重量比TiO2。74.依据申请专利范围第60项之方法,其中提供氧化物大块玻璃物体包含提供具有至少100ppm重量比OH之矽石玻璃。75.依据申请专利范围第60项之方法,其中提供氧化物大块玻璃物体包含提供具有至少500ppm重量比OH之矽石玻璃。76.依据申请专利范围第60项之方法,其中提供氧化物大块玻璃物体包含提供未陶瓷化之玻璃-陶瓷前身产物玻璃。77.依据申请专利范围第76项之方法,其中提供未陶瓷化之玻璃-陶瓷前身产物玻璃包含提供锂铝矽酸盐玻璃生的物体。78.依据申请专利范围第77项之方法,其中提供未陶瓷化之玻璃-陶瓷前身产物玻璃包含提供锂铝矽酸盐玻璃。79.依据申请专利范围第77项之方法,其中提供未陶瓷化之玻璃-陶瓷前身产物玻璃包含提供光敏性晶核形成玻璃。80.依据申请专利范围第79项之方法,其中提供光敏性晶核形成玻璃形成锂偏矽酸盐微晶质相。81.依据申请专利范围第78项之方法,其中提供未陶瓷化之玻璃-陶瓷前身产物玻璃包含提供一种玻璃,该玻璃可陶瓷化为负热膨胀性玻璃-陶瓷物体。82.依据申请专利范围第60项之方法,其中提供氧化物大块玻璃物体包含提供成批熔融玻璃。83.依据申请专利范围第60项之方法,其中经由氧化物玻璃物体之洞孔前身产物轨迹图案包含围绕着玻璃体积之轮廓外形前身产物轨迹,该玻璃体积利用酸蚀刻由氧化物玻璃玻璃分开以提供承受光纤之洞孔。84.依据申请专利范围第83项之方法,其中轮廓外形洞孔前身产物轨迹具有圆形断面。85.依据申请专利范围第83项之方法,其中轮廓外形洞孔前身产物轨迹具有非圆形之断面。86.依据申请专利范围第83项之方法,其中轮廓外形洞孔前身产物轨迹具有变化之断面。87.依据申请专利范围第83项之方法,其中提供氧化物大块玻璃物体具有第一表面,和第二远端表面,以及在第一和第二表面间之厚的中间部份,以及轮廓外形洞孔前身产物轨迹具有扩张断面,此扩张断面从接近至少其中一个表面的第一断面扩张到接近厚的中间部份之扩张为较为宽广之断面。88.依据申请专利范围第60项之方法,其中具有至少一个精确洞孔之氧化物大块玻璃构成光纤装置。89.依据申请专利范围第83项之方法,其中轮廓外形洞孔前身产物轨迹具有第一及第二远端表面,以及轮廓外形洞孔前身产物轨迹在第一端部及第二端部之间膨胀。90.一种大块氧化物玻璃精确洞孔前身产物预制件物体,该洞孔前身产物预制件物体由大块氧化物玻璃物体所构成,该玻璃物体含有至少一个描绘之轮廓外形洞孔前身产物轨迹图案,该雷射描绘轮廓外形洞孔前身产物轨迹图案横越过具有膨胀中间部份之大块氧化物玻璃物体。91.一种大块氧化物玻璃精确洞孔前身产物预制件物体,该洞孔前身产物预制件物体由大块氧化物玻璃物体所构成,该玻璃物体具有第一表面以及第二远端表面以及在第一和第二表面间之厚的中间部份,以及含有至少一个雷射描绘轮廓外形洞孔前身产物轨迹图案,其具有扩张断面,此扩张断面从接近至少其中一个表面的最小断面扩张至接近厚的中间部份之最大断面。92.依据申请专利范围第91项之精确洞孔前身产物预制件物体,其中雷射描绘轮廓外形洞孔前身产物轨迹图案包含漏斗状渐变区段邻近于第一表面以及最小断面邻近于第二远端表面。93.依据申请专利范围第91项之精确洞孔前身产物预制件物体,其中最大断面大于最小断面至少30%。94.依据申请专利范围第91项之精确洞孔前身产物预制件物体,其中预制件物体在第一表面与第二远端表面间之大块玻璃厚度至少为0.25mm。95.依据申请专利范围第91项之精确洞孔前身产物预制件物体,其中雷射描绘轮廓外形洞孔前身产物轨迹图案为可酸蚀刻为精确的洞孔。96.依据申请专利范围第91项之精确洞孔前身产物预制件物体,其中雷射描绘轮廓外形洞孔前身产物轨迹图案扩张断面具有圆形之几何形状。97.依据申请专利范围第91项之精确洞孔前身产物预制件物体,其中雷射描绘轮廓外形洞孔前身产物轨迹图案扩张断面具有椭圆形之几何形状。98.依据申请专利范围第91项之精确洞孔前身产物预制件物体,其中雷射描绘轮廓外形洞孔前身产物轨迹图案扩张断面具有直的侧边几何形状。99.依据申请专利范围第91项之精确洞孔前身产物预制件物体,其中大块氧化物玻璃物体由含有TiO2之矽石玻璃所构成。100.依据申请专利范围第91项之精确洞孔前身产物预制件物体,其中大块氧化物玻璃物体由<99%重量比SiO2之矽石玻璃所构成。101.依据申请专利范围第91项之精确洞孔前身产物预制件物体,其中大块氧化物玻璃物体由含有至少100ppm重量比OH之矽石玻璃所构成。102.依据申请专利范围第91项之精确洞孔前身产物预制件物体,其中大块氧化物玻璃物体由玻璃-陶瓷玻璃所构成。103.依据申请专利范围第91项之精确洞孔前身产物预制件物体,其中大块氧化物玻璃物体由矾土矽酸盐玻璃生的物体所构成。104.依据申请专利范围第91项之精确洞孔前身产物预制件物体,其中大块氧化物玻璃物体由锂矾土矽酸盐玻璃生的物体所构成。105.依据申请专利范围第91项之精确洞孔前身产物预制作物体,其中大块氧化物玻璃物体由成批熔融矽石玻璃所构成。图式简单说明:第一图A-C(图1A-1C)显示本发明的实施侧。第二图(图2)显示本发明的实施例。第三图(图3)显示本发明的实施例。第四图(图4)显示本发明的个实施例。第五图及第五图A(图5-5A)显示本发明的实施例。第六图A-C(图6A-6C)显示本发明的实施例。第七图A-C(图7A-7D)显示本发明的实施例。第八图A-E(图8A-8E)显示本发明的实施例。第九图A-F(图9A-9F)显示本发明的实施例。第十图A-B图(图10A-10B)显示本发明的实施例。第十一图(图11)显示本发明的实施例。第十二图A-B(图12A-12B)显示本发明的实施例。第十三图(图13)显示本发明的实施例。第十四图A-B(图14A-14B)显示本发明的实施例。第十五图A-D(图15A-15D)显示本发明的实施例,第十五图E-H(图15E-15H)是显示本发明详细的显微照相图。第十六图(图16)显示本发明的实施例。第十七图A-C(图17A-17C)显示本发明的实施例。第十八图至第三十五图(图18-35)显示本发明详细显微照相图。
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