[发明专利]MEMS阵列电可调谐光衰减器及其制备方法

摘要

本发明揭示了一种MEMS阵列电可调谐光衰减器及其制备方法，所述衰减器包括：MEMS阵列光阻挡驱动器芯片、输入光纤阵列、输出光纤阵列；所述输入光纤阵列、输出光纤阵列进行直接光学对准耦合，MEMS阵列光阻挡驱动器芯片中的MEMS光阻挡器阵列设置于输入光纤阵列、输出光纤阵列的间隙中，实现N路通道的光信号功率的独立控制，其中，N≥2。本发明提出的阵列电可调谐光衰减器，具有小体积、低单通道成本、良好一致性、衰减范围大、驱动电压低等优点。

主权项

1.一种MEMS阵列电可调谐光衰减器的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(a)清洗SOI硅片，SOI硅片包括顶硅层、中间氧化层、衬底硅；(b)在SOI硅片上涂胶、光刻，而后进行ICP刻蚀，并清除掩膜材料；(c)以双抛单晶硅片为基片，将SOI硅片顶硅层与双抛单晶硅片I面进行硅‑硅键合，得到硅‑硅键合片；(d)硅‑硅键合片进行高温氧化，形成二氧化硅掩膜，单晶硅片II面涂胶、光刻，去除硅‑硅键合片上外露的二氧化硅掩膜层，然后进行KOH湿法腐蚀去除SOI的衬底硅，同时单晶硅片完成穿透腐蚀；(e)去除SOI硅片的中间氧化层，涂胶、光刻，ICP刻蚀制作凸台；(f)涂胶、光刻，ICP刻蚀释放梳齿结构，制作MEMS阵列平面梳齿驱动器及微光阻挡器阵列，并在微光阻挡阵列的硅膜上采用硬掩膜技术蒸镀光反射膜或光吸收膜，降低光阻挡器的透射光；(g)进行MEMS圆片的划片，得到物理上分离的MEMS阵列光阻挡驱动器芯片；(h)MEMS阵列电可调谐光衰减器的光学封装步骤；所述步骤h包括如下步骤：(h1)采用光纤阵列FA作为输入光纤阵列、输出光纤阵列，光纤阵列FA的带状光纤为气密封装的带状光纤；(h2)将输入光纤阵列FA与MEMS阵列光阻挡驱动器芯片对准，使每根输入光纤与MEMS阵列驱动器芯片中微挡光器的刀口的位置一致，并且光阻挡器的刀口与输入的光纤光斑处于临界的交叠位置，调节MEMS阵列光阻挡驱动器芯片与输入光纤阵列FA接触，并点胶固定；(h3)将输出光纤阵列FA插入MEMS阵列光阻挡驱动器芯片背面腐蚀孔中，与输入光纤阵列FA进行直接光纤耦合，调节输出光纤阵列FA与输入光纤阵列FA的间距大于但接近于设计间隙，然后调节光纤阵列FA的上、下位置及角度，直至光纤阵列FA中两端的两根光纤耦合损耗同时最小，再通过光学调节架将输出光纤阵列FA平移至与MEMS阵列光阻挡驱动器芯片的背后凸台接触，输入与输出光纤阵列FA的间距即为设计的间隙；(h4)将输出光纤阵列FA从MEMS芯片的腐蚀通孔中点胶，将输出光纤阵列FA与芯片固定，构成耦合对准的光纤阵列FA‑芯片‑光纤阵列FA组合体，作为第一组合体；(h5)将第一组合体用胶固定到PCB基板上，并采用引线键合技术将MEMS芯片的电极引出到PCB基板上，形成第二组合体；(h6)将第二组合体用胶固定到密封盒的底板上，该底板上已制作密封引线管脚，将PCB基板的引线与密封盒底板上引线管脚进行引线键合；(h7)将输入光纤阵列FA和输出光纤阵列FA的气密封装带状光纤从密封盒的两侧的预留开口中穿出，在密封盒内放入干燥的吸潮材料，将密封盒与底板进行气密焊接；(h8)将封装盒进行加热去除湿气，在干燥的氮气环境中将输入光纤阵列FA、输出光纤阵列FA的密封带状光纤与封装盒侧壁进行气密焊接或封接，再进一步利用密封胶进行密封，确保MEMS阵列光阻挡驱动器芯片工作在气密环境中，免受外界空气湿度的影响。