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一种光纤芯片及其制作方法


技术摘要:
本发明属于激光整形技术领域,提供了一种光纤芯片及其制作方法,光纤芯片包括{100}晶族基板,{100}晶族基板上开设有V形槽,V形槽内设有至少一根光纤条;{100}晶族基板为(100)硅片,V形槽沿硅片<110>晶向开设,V形槽的槽面为硅片{111}晶面,光纤条包括玻璃纤芯和包覆于  全部
背景技术:
半导体激光器具有体积小、重量轻、电光转换效率高、寿命长和可靠性高等优点, 已在通讯、医疗、显示、工业制作和安防等领域广泛应用。但目前,在激光器封装中,多无法 对其光型进行整形,其光型都取决于激光器件的自身发光区域,由于存在光束质量差、光强 分布不均匀、发散角大等缺陷,阻碍了半导体激光器的发展和使用,为了适用不同应用的需 求,往往需要对激光束进行整形;激光束整形技术通常是指将入射激光束的强度分布改变 为所需要的强度分布,同时也可调整它的相位分布和发散角以控制其传播特性,满足对其 光斑尺寸、发散角甚至是光强分布的要求;光纤具有的全反射以及极低的光衰特性,具有对 激光器件光束的整形作用,但精确且微小尺寸的光纤不易在激光器中封装使用。 因此,开发一种具有对激光器件光束整形功能的光纤芯片及其制作方法,不但具 有迫切的研究价值,也具有良好的经济效益和工业应用潜力,这正是本发明得以完成的动 力所在和基础。
技术实现要素:
为了克服上述所指出的现有技术的缺陷,本发明人对此进行了深入研究,在付出 了大量创造性劳动后,从而完成了本发明。 具体而言,本发明所要解决的技术问题是:提供一种光纤芯片及其制作方法,以解 决目前不易将精确且微小尺寸的光纤在激光器中封装使用以实现激光器件光束整形的技 术问题。 为解决上述技术问题,本发明的技术方案是: 一种光纤芯片,包括{100}晶族基板,所述{100}晶族基板上开设有V形槽,所述V形 槽内设有至少一根光纤条。 作为一种改进的技术方案,所述{100}晶族基板为(100)硅片,所述V形槽沿硅片< 110>晶向开设。 作为一种改进的技术方案,所述V形槽的槽面为硅片的{111}晶面,所述V形槽的槽 面与硅片的{100}晶面的夹角为54.74°,所述V形槽的两槽面间的夹角为70.52°。 作为一种改进的技术方案,所述光纤条包括玻璃纤芯和包覆于所述玻璃纤芯外的 光学反射层,所述光纤条利用胶水固定安装于所述V形槽内。 本发明同时公开了上述所述的光纤芯片的制作方法,包括如下步骤: S1、提供一{100}晶族基板,在所述{100}晶族基板的(100)面上制备一层保护层; S2、在所述保护层上覆盖一层光刻胶层,并在所述光刻胶层上做出若干沿<110>晶 向开设、且均匀排列设置的暴露区; S3、将所述暴露区暴露的所述保护层腐蚀掉,然后将图形化的所述光刻胶层去掉; 3 CN 111596419 A 说 明 书 2/5 页 S4、使用碱性溶液进行{100}晶族基板的各向异性腐蚀,腐蚀得到所述V形槽; S5、湿法腐蚀去掉所述保护层; S6、在所述V形槽内注胶,将所述光纤条放置于所述V形槽内,然后固化胶水; S7、对所述{100}晶族基板的底面进行研磨,研磨至所需厚度,然后进行切片加工, 制备成单颗的所述光纤芯片。 作为一种改进的技术方案,所述{100}晶族基板采用(100)硅片; 所述的保护层为使用PECVD在(100)硅片表面生长的氮化硅/二氧化硅薄膜,或采 用干法/湿法将(100)硅片表面氧化制得的二氧化硅薄膜,或采用蒸镀/溅射方式在(100)硅 片表面生长的金属薄膜,金属薄膜为镍、钛、铂、金中的任一单层金属薄膜或多层金属的复 合薄膜。 作为一种改进的技术方案,采用光刻方式在所述保护层上进行光刻胶覆盖,然后 在覆盖的所述光刻胶层上沿<110>晶向对齐曝光,并继续显影工艺图形化所述光刻胶层,获 得均匀排列设置的若干所述暴露区。 作为一种改进的技术方案,通过化学湿法腐蚀或等离子干法蚀刻的方式将所述暴 露区暴露出的所述保护层腐蚀至基板表面,然后进行清洗,将图形化的所述光刻胶层清洗 掉。 作为一种改进的技术方案,所述碱性溶液采用氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液或 TMAH溶液中的一种。 作为一种改进的技术方案,所述胶水采用UV胶或热敏胶,通过固化胶水固定所述 光纤条,采用金刚石刀具的物理切割方式进行切片加工。 采用了上述技术方案后,本发明的有益效果是: 设有的该光纤芯片,通过V形安装槽安装有的光纤条,由于光纤条的全反射以及极 低的光衰,使得光传播不易被吸收,光束能量集中,且光在光纤条传导的过程中不需考虑V 形槽对光的吸收等损耗,该光纤芯片成本低廉,便于在半导体激光器中封装使用,有利于激 光器件的制备,具有对激光器件光束进行整形的功能。 该光纤芯片的制作方法,沿<110>晶向进行V形槽的制备,使用碱性溶液对硅片基 板进行各向异性腐蚀,由于硅片的特殊属性,只会腐蚀基板暴露区{111}面中间的部分,腐 蚀到{111}面便自然截止腐蚀,腐蚀精确,使得用以安装光纤条的V形槽制备不但简单方便, 且制备的V形槽深度一致,便于精确且微小尺寸光纤条的安装固定。 附图说明 为了更清楚地说明本发明
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