[发明专利]圆片级聚合物光学微球腔的集成制造方法

摘要

本发明为一种圆片级聚合物光学微球腔的集成制造方法，解决了现有工艺过程繁琐、不能大面积有序可控制造、光学性能不突出的问题。本发明方法包括如下步骤：在圆形基片上制作圆柱基底；清洗基底，烘干；向圆柱基底上喷射NOA73光学胶；再经过曝光便可得到固化的NOA73光学微球腔；最后把锥形光纤与微球腔进行耦合，用AB胶把锥形光纤固定在两侧的圆柱基底上，便得到了光学微球腔的集成结构。本发明制得的NOA73光学微球腔具有成本低、制作过程简单、微球腔的大小可控以及光学性能优异等特点，并且最后和锥形光纤加以集成，得到了集成的光学微球腔结构。

主权项

一种圆片级聚合物光学微球腔的集成制造方法，其特征在于：包括如下步骤：1）SU‑8圆柱基底（1）的制备：a：取透光部分为五个小圆孔（2）的掩膜板（3），五个小圆孔（2）在掩膜板（3）上呈矩形分布，其中四个小圆孔（2）位于矩形的四个角的位置，剩余的一个小圆孔（2）位于矩形的中心位置；b：取圆形基片（4），进行表面预处理后在180℃的烘盘上烘30分钟，之后再降至室温；c：在圆形基片（4）的上表面涂一层SU‑8负光刻胶，然后放在烘盘上按以下参数进行烘烤：从常温开始升温，每上升5℃停留5分钟，升温至65℃时停留20分钟，然后继续每上升5℃停留5分钟，最后升温至95℃时停留3小时，之后停止加温待其自然冷却；d：将掩膜板（3）放置于圆形基片（4）上的SU‑8负光刻胶层上，使掩膜板（3）上位于中心位置的那个小圆孔（2）与圆形基片（4）的中心重合，然后将掩膜板（3）和圆形基片（4）一同移动到光刻机紫外光灯下紫外曝光50秒，重复进行3次；e：曝光完成后，取出圆形基片（4）并将其上的掩膜板（3）取下，然后将圆形基片（4）放在盛有显影液的培养皿中，将培养皿再放入到超声清洗设备内，对圆形基片（4）上的SU‑8负光刻胶层进行超声显影，直至圆形基片（4）上的SU‑8负光刻胶层显影形成五个圆柱状结构；f：显影完成后，将圆形基片（4）取出并用氮气吹干后放在烘盘上，按以下参数进行坚膜：从常温开始升温，每上升5℃停留5分钟，升温至65℃时停留10分钟，然后继续每上升5℃停留5分钟，最后升温至95℃时停留30分钟，之后停止加温待其自然冷却，至此，圆形基片（4）上的五个圆柱状结构即成为了五个SU‑8圆柱基底（1）；2）光学微球腔（6）的制备：a：将圆形基片（4）及其上的五个SU‑8圆柱基底（1）依次在丙酮、异丙醇和去离子水中分别清洗3分钟；b：取出圆形基片（4），用氮气吹干后放在烘盘上，100℃烘烤10分钟；c：烘烤完成后，用喷墨印花机将NOA73光学胶垂直地喷射在圆形基片（4）上位于中心位置的那个SU‑8圆柱基底（1）的顶部， NOA73光学胶呈微球状分布在SU‑8圆柱基底（1）的顶部；d：将圆形基片（4）移动到光刻机紫外光灯下紫外曝光60s，使得NOA73光学胶固化，得到了固体光学微球腔（6）；3）圆片级聚合物光学微球腔集成结构的制备：a：圆形基片（4）上位于外围的四个SU‑8圆柱基底（1）中，选择同侧的两个SU‑8圆柱基底（1）并在其顶部之间垫设一个垫片（7），剩余同侧的两个SU‑8圆柱基底（1）顶部之间也垫设一个垫片（7），然后取锥形光纤（8），使锥形光纤（8）的中间部分紧靠在光学微球腔（6）的表面，锥形光纤（8）的两端分别用AB胶（5）固定在两个垫片（7）上，最后就得到了圆片级聚合物光学微球腔的集成结构。