專利名稱：切趾平面波導(dǎo)光柵的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光波導(dǎo)，特別涉及一種制造具有折射率光柵的光波導(dǎo)的方法。更具體而言，本發(fā)明涉及一種制備附加在平面光波導(dǎo)上的切趾布喇格光柵(apodized Bragg grating)的方法。
2.背景技術(shù)目前通信系統(tǒng)越來越多地采用光波導(dǎo)，由于其高速度、低衰減和寬帶寬特性，光波導(dǎo)可用于同時攜帶數(shù)據(jù)、視頻和語音信號。使用多層光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)構(gòu)造在光纖通信系統(tǒng)中路由和控制光信號的集成光路?？梢灾圃焱ㄟ^光路或光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸光信號的聚合光波導(dǎo)和其它光學(xué)器件。在光通信系統(tǒng)中，通過使用諸如激光器和發(fā)光二極管的光源產(chǎn)生的載波，以紅外光頻率傳輸信息。
光波導(dǎo)的操作是基于這樣一種事實，即當(dāng)對光透明的芯介質(zhì)被具有更低折射率的包層介質(zhì)圍繞或以其它方式相接時，沿芯介質(zhì)軸引導(dǎo)的光在與外圍包層介質(zhì)的邊界處高度反射，從而產(chǎn)生光導(dǎo)效應(yīng)?？梢杂扇魏瓮腹獠牧现圃旃獠▽?dǎo)。適當(dāng)?shù)牟▽?dǎo)材料的例子為聚合物材料和摻鍺石英。用于形成光波導(dǎo)裝置的一種方法包括運用標(biāo)準(zhǔn)光刻工藝。光聚合物對于光學(xué)應(yīng)用而言特別重要，因為其可通過本領(lǐng)域中眾所周知的光刻技術(shù)而圖案化。光聚合物還使制造方法有可能更簡單、更經(jīng)濟有效。使用光刻方法在沉積于基片上的光敏、含有光聚物的層上定義圖案。該層本身可以由相同或不同的具有不同折射率的聚合物材料組成的數(shù)個層構(gòu)成，形成芯、外包層、底包層和緩沖層或結(jié)構(gòu)。實際上，大多數(shù)平面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)具有這樣一種構(gòu)型，其中將緩沖層涂覆到硅基片上，然后將底包層涂覆到緩沖層，隨后涂覆和圖案化芯層，最后涂覆外包層。在某些情況下，緩沖層可以用作底包層。如果沒有對這些多層進行優(yōu)化，則可能出現(xiàn)多種問題。這些問題包括基片對光的吸收導(dǎo)致的高光損耗；高偏振依賴性損耗；如果進行加熱來調(diào)節(jié)或切換，則溫度升高可能改變折射率，將光至少部分地擠出芯之外，其可能與包層和/或基片相互作用，產(chǎn)生多種不希望的可以例如引起損耗的相互作用；并且如果波導(dǎo)包含有光柵，則可以觀察到二次反射或者不希望的反射信號波長擴展。
這些光通信系統(tǒng)令人感興趣的原因在于，它們具有優(yōu)于使用銅線或同軸電纜的電子通信系統(tǒng)的若干優(yōu)點。光通信系統(tǒng)的通信信道數(shù)大大增大，并且與電子系統(tǒng)相比能以高得多的速度傳輸信息。這些通信系統(tǒng)的一個重要擴展是使用波分復(fù)用，由此給定波長帶被分割成分離波長，從而在一根已安裝的線路上可以輸載多個通信信道。這需要使用多路復(fù)用器和能將波帶分成彼此分離但緊密間隔的給定波長的解復(fù)用器。將單獨波長加入寬帶信號中，并從多波長信號抽取給定波長，這需要波長選擇裝置，這就導(dǎo)致開發(fā)出了許多分插濾波器(add/dropfilters)。由于布喇格光柵固有的波長選擇性，本領(lǐng)域技術(shù)人員設(shè)計出許多光柵輔助裝置，以便對于多波長信號增加或提取給定波長。典型光波導(dǎo)通過利用中央芯和更低折射率的外圍包層的光約束和傳導(dǎo)性傳播波。由于波能量主要在芯中傳播，利用在波導(dǎo)的芯區(qū)域中形成的布喇格光柵已開發(fā)出了分插濾波器或耦合器。不過，為了減小對包層模式的耦合損耗，優(yōu)選同時在芯和外圍包層區(qū)域中形成布喇格光柵。由根據(jù)選定的光柵性質(zhì)向前或向后傳播選定波長的嵌入式光柵產(chǎn)生波長選擇性。
不過，對于現(xiàn)代通信系統(tǒng)而言，這種方法具有若干與光譜選擇性、信噪比、光柵強度、溫度不穩(wěn)定性和偏振靈敏性等因素有關(guān)的功能和操作局限性。例如，現(xiàn)代應(yīng)用要求基于這一原理的所有分插濾波器在路由信道時均非常有效，具有可以選擇性地和精確地處于特定波長或者調(diào)節(jié)到特定波長的強光柵，并且還具有有限帶寬，對溫度不敏感，小型，低成本，并且不受選定波帶中寄生反射或噪聲的影響。
光敏波導(dǎo)材料使該材料的折射率易于由于暴露于光化輻射而增大。因此，寫入光柵折射率分布的優(yōu)選方法包括通過相位掩模使波導(dǎo)暴露于激光束下。光波導(dǎo)折射率布喇格光柵是波導(dǎo)折射率的周期性或非周期性變化?？梢酝ㄟ^物理上對波導(dǎo)施加調(diào)節(jié)，或者使用本領(lǐng)域中公知的光刻或其他方法沿波導(dǎo)方向產(chǎn)生折射率調(diào)節(jié)而形成光柵。對于光纖通信和傳感器系統(tǒng)中的許多應(yīng)用而言，寫入波導(dǎo)芯中或者波導(dǎo)芯與外包層中的光柵是重要組成部分。為了使制造過程自動化，希望在一個處理步驟中，即通過使激光束通過波導(dǎo)一次而將折射率分布寫入波導(dǎo)中。
具有均勻折射率調(diào)制、均勻間距和高(＞90％)峰值反射率的布喇格反射光柵的光波導(dǎo)，具有與折射率調(diào)制幅值直接成正比的光譜寬度。具有均勻折射率調(diào)制的光柵的反射光譜中的主峰值，在相鄰波長處伴有一系列旁瓣。旁瓣是相鄰波長的部分反射導(dǎo)致的，并且是不希望的。通過切趾光柵調(diào)制幅值可以減小邊帶大小，切趾方式使在光柵中心處發(fā)生最強折射率調(diào)制，在光柵每一端調(diào)制幅值平滑衰減到較低數(shù)值。切趾減小了帶外反射的大小，以實現(xiàn)對幻象或旁瓣的抑制。
在極需拒絕非諧振光的裝置中，希望將光柵切趾，從而減小旁瓣的強度。在大多數(shù)這類應(yīng)用中，要求切趾過程同時保持在光柵長度上折射率恒定，這有時僅通過控制激光束難以在單步處理中實現(xiàn)。通過沿光柵長度方向改變紫外曝光量產(chǎn)生的折射率調(diào)制改變，使折射率調(diào)制幅值改變，并可能導(dǎo)致平均光致折射率改變。平均折射率改變對光柵的諧振波長造成不希望的影響，并擴展光柵光譜響應(yīng)。如果波導(dǎo)材料為摻有鍺的石英，則切趾過程中非常難于保持平均折射率恒定。為了緩解這些問題，在切趾光柵產(chǎn)生非均勻折射率調(diào)制之后，可能必須施行二次補償曝光以保證沿波導(dǎo)長度方向平均光致折射率恒定。一種產(chǎn)生所需切趾分布和均勻平均折射率的現(xiàn)有技術(shù)方法是通過抖動波導(dǎo)來減小沿波導(dǎo)長度方向特定位置處的折射率邊緣清晰度，不過這些技術(shù)要求相位掩模具有復(fù)雜的機械固件，及可以振動但精確設(shè)置的波導(dǎo)。
本發(fā)明提供一種通過經(jīng)由相位掩模將光敏波導(dǎo)暴露于相對波導(dǎo)縱軸以大于0°且小于90°的角度掃描的激光束的切趾問題的簡單解決方法。激光束相對基片和相位掩模以恒定速度移動，或者基片和相位掩模相對激光束以恒定速度移動。光束具有平滑改變的強度分布(例如，高斯分布)，并且在引起波導(dǎo)折射率改變，并在波導(dǎo)中產(chǎn)生與相位掩模圖案相應(yīng)的切趾布喇格光柵的條件下進行曝光。
發(fā)明概述本發(fā)明提供一種在光敏性平面線性波導(dǎo)中形成切趾布喇格光柵的方法，包括在基片表面上設(shè)置光敏性平面線性波導(dǎo)，該波導(dǎo)定義縱軸；將帶有圖案的相位掩模設(shè)置在波導(dǎo)與激光束之間；
通過相位掩模使波導(dǎo)暴露于激光束下，其中激光束以基本恒定的速度相對基片和相位掩模運動，或者基片和相位掩模以基本恒定的速度相對激光束運動，所述光束具有平滑變化的強度分布，并且在足以引起波導(dǎo)折射率改變，且在波導(dǎo)中產(chǎn)生與相位掩模圖案相應(yīng)的切趾布喇格光柵的條件下，相對縱軸以大于0°且小于90°的角度執(zhí)行所述曝光。
本發(fā)明還提供一種形成具有切趾布喇格光柵的平面線性波導(dǎo)的方法，包括將底包層組合物涂覆至基片表面；在底包層上形成光敏性平面線性波導(dǎo)，該波導(dǎo)定義縱軸；將帶有圖案的相位掩模設(shè)置在波導(dǎo)與激光束之間；通過相位掩模使波導(dǎo)暴露于激光束下，其中激光束以基本恒定的速度相對基片和相位掩模運動，或者基片和相位掩模以基本恒定的速度相對激光束運動，所述光束具有平滑變化的強度分布，并且在足以引起波導(dǎo)折射率改變，且在波導(dǎo)中產(chǎn)生與相位掩模圖案相應(yīng)的切趾布喇格光柵的條件下，相對縱軸以大于0°且小于90°的角度執(zhí)行曝光；以及在曝光之前或之后在波導(dǎo)上涂覆外包層組合物，其中外包層組合物和底包層組合物的折射率小于波導(dǎo)的折射率。優(yōu)選在激光曝光之前涂覆外包層，以便在波導(dǎo)中及圍繞波導(dǎo)的底包層和外包層區(qū)域中形成切趾布喇格光柵。


圖1是以某一角度與平面波導(dǎo)和相位掩模相交的激光束光分布的示意圖。
發(fā)明詳述執(zhí)行本發(fā)明方法的第一步是在基片表面上設(shè)置光敏性平面線性波導(dǎo)。本發(fā)明的波導(dǎo)包括基片；處于基片表面上的任選性緩沖和/或底包層；直接在基片表面上、底包層或緩沖層上制造的光傳輸單模波導(dǎo)芯；以及處于芯頂面上和芯側(cè)壁上的外包層。本發(fā)明的重要特征在于芯的折射率大于緊相鄰材料層(外包層、底包層、緩沖層或基片)的折射率。美國專利申請序列號09/846,697(2001年5月1日申請)中描述了一種形成波導(dǎo)的適當(dāng)方法，該專利在此引作參考。
基片可以是希望在其上形成波導(dǎo)的任何材料，包括諸如硅、氧化硅、砷化鎵、氮化硅、玻璃、石英、塑料、陶瓷、晶體材料等材料。基片可以包含或者可以不包含其他裝置，例如諸如溝槽或電路或電光裝置如激光二極管的形態(tài)特征。由于本發(fā)明的基片可能吸收對于無線電通信重要的光波長，到達(dá)基片的傳輸光的任何部分均受到吸收?；瑢獾奈諏?dǎo)致傳播信號產(chǎn)生不希望的與偏振有關(guān)的光功率損耗。中間的底包層和/或緩沖層的作用在于限制光穿透到基片中，并防止大量光到達(dá)基片。在涂覆隨后的底包層或緩沖層之前，可以任選地在基片表面上涂覆粘合促進性粘接組合物層。一種適宜的粘合促進劑為(3-甲基丙烯酰氧丙基)三氯硅烷)。
波導(dǎo)芯、任選性的緩沖和/或底包層以及外包層可以為任何透光材料。用于平面波導(dǎo)的適當(dāng)材料的例子為聚合物材料和摻鍺石英。本發(fā)明的優(yōu)選材料為聚合物材料，因為使用這類材料易于波導(dǎo)制造?？梢酝ㄟ^本領(lǐng)域中已知的多種不同方法，如旋涂、浸漬涂、槽涂(slotcoating)，輥涂，刮刀，液體澆注等涂覆聚合物底包層和/或緩沖層。它們可以包括光聚合化合物，如丙烯酸酯化合物。下面描述可使用的丙烯酸酯化合物。一旦光聚合材料層沉積于基片表面上，則其通過整體曝光于光化輻射可以至少部分聚合。通常底包層與緩沖層的總厚度為大約3微米至大約500微米。從大約5微米到大約100微米的總厚度比較適宜，尤其是從大約8微米到大約30微米的總厚度。為了促進隨后涂覆的聚合物層之間的粘合，并且在某些情況下為了控制界面處的折射率梯度，可以有目的地使包括所述緩沖層在內(nèi)的最初涂覆層基本上未固化，以便促進單體滲透，并在層間形成共價鍵。
在底包層和/或緩沖層沉積且部分聚合之后，在緩沖層表面上形成芯。在一個實施方案中，通過在底包層或緩沖層表面上沉積光傳輸性單模光敏芯層而形成芯。使用已知技術(shù)如旋涂、浸漬涂、槽涂，輥涂，刮刀，液體澆注等沉積光聚合組合物芯層。然后光敏芯層成象曝光于光化輻射，并顯影，從而去除沒有圖像的芯層區(qū)域，而不去除芯層的成象區(qū)域。在對該層進行顯影、圖案化之后，在底層上形成光傳輸芯，并且部分底層暴露在外。通常將這一制造階段時的芯結(jié)構(gòu)描述為直肋形。在本發(fā)明另一實施方案中，通過在底層表面上沉積光傳輸性聚合物芯層材料而形成芯層?？梢允褂帽娝苤膱D案沉積添加技術(shù)或者其他削減技術(shù)如活性離子蝕刻可來產(chǎn)生芯圖案。在每一種實施方式中，芯的橫截面寬度大約等于其橫截面高度。通常芯層的橫截面寬度和高度均為大約1μm至大約12μm，更適宜的情況是芯的橫截面寬度和高度均為大約4μm至大約8μm。還常常發(fā)生芯的寬度不大于芯高度兩倍，和高度不大于寬度兩倍的情形。另外，通常芯在其寬度和高度中均為單模的，并且具有大約相同的高度和寬度。一般波導(dǎo)尺寸包括具有一定高度和寬度的芯，該高度和寬度可以彼此相等，并且均為大約2μm，大約3μm，大約4μm，大約5μm，大約6μm，大約7μm，大約8μm，大約9μm或大約10μm。為了使對標(biāo)準(zhǔn)單模玻璃光纖，例如對Corning Incorporated出售的SMF-28的耦合損耗最小，可以使用6×6微米和8×8微米之間的芯橫截面尺寸。優(yōu)選芯具有與Δn值一起選擇出的橫截面寬度和橫截面高度，其選擇使得波導(dǎo)對于所有大于大約1300nm、希望大于大約1520nm的光通信波長而言都是單模的。用于芯層的材料包括下面詳細(xì)描述的聚合丙烯酸酯材料。
在形成芯之后，在芯的頂面上、芯的側(cè)壁上和底部緩沖層的暴露部分上沉積外包層。也可以通過上述技術(shù)涂覆光聚合外包層，然后整體曝光于光化輻射。外包層可以為任何能將所應(yīng)用的光限制在芯中以及緊圍繞芯的區(qū)域中的材料，并且可以包括下面詳細(xì)描述的聚合丙烯酸酯化合物。在一個實施方案中，外包層從芯頂部開始測得的厚度通常為大約3到大約30、更常見為大約5到大約20、最適宜為大約8到大約15微米。使用包括單體和低聚組分的混合物的聚合光學(xué)材料形成波導(dǎo)，將該單體與低聚組分混合以提供每層所需的折射率。每層的特定折射率對于波導(dǎo)性能具有重要影響。
在本發(fā)明的常見應(yīng)用中，所制造出的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)是單模的。保證波導(dǎo)是單模的，要求物理橫截面尺寸與波導(dǎo)形狀及Δn值之間保持一定關(guān)系。通常如果波導(dǎo)的尺寸保持不變，則如果要使波導(dǎo)是單模的，Δn存在一個不能超過的最大(截止)值。同樣，如果Δn值保持不變，則如果要使波導(dǎo)是單模的，波導(dǎo)存在一個不能超過的最大橫截面尺寸。通常，芯的折射率比外包層或者其他緊鄰材料的折射率高大約0.1％至大約10％，更通常情況下芯折射率比外包層或者其他緊鄰材料高大約0.4％至大約3.5％。
用于形成緩沖層、底包層、外包層和芯的組合物均可以包含光聚合化合物和光引發(fā)劑。光聚合化合物可以為單體、低聚體或聚合體，其是含有至少一種末端烯鍵式不飽和基團的可加聚的、非氣態(tài)(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸騰溫度高于30℃)、烯鍵式不飽和化合物，并且能通過自由基引發(fā)的鏈增長性加聚而形成高分子量聚合物。這種化合物在本領(lǐng)域中是廣為人知的。為了制造平面聚合光波導(dǎo)，必須精確控制芯和各種包層的折射率。這可以通過設(shè)計各特定涂層中所使用的單體的結(jié)構(gòu)以獲得所需折射率來實現(xiàn)。實際上，易于將幾種不同折射率的可共混單體混合在一起，以獲得所需的折射率。選擇單體，以使所形成的聚合元件具有如上所述的所需折射率。本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易確定特別選擇出的聚合組合物的折射率。多官能丙烯酸酯的一般結(jié)構(gòu)如下 對于芯而言，m可以從1到大約6；R2為H或CH3；R1為脂族、芳族鍵或脂族和芳族混合的有機分子鏈段。適宜的R1為亞烷基、烯化氧、亞芳基醚、脂族聚醚或聚酯部分，R2優(yōu)選為H。為了保證薄膜的耐溶劑性以及高對比度光刻，交聯(lián)聚合物以及從而多官能丙烯酸酯單體(m≥2)是適宜的。還希望通過使用柔性的低玻變溫度(Tg)聚合物來減小應(yīng)力產(chǎn)生的最終波導(dǎo)器件的散射光學(xué)損耗。在本領(lǐng)域中已知交聯(lián)聚合物的玻變溫度(Tg)取決于交聯(lián)點之間的交聯(lián)密度和鍵結(jié)構(gòu)。還已知低交聯(lián)密度和撓性鍵均要求低Tg。為了保證低交聯(lián)密度，可使用1≤m≤3、理想情況下為m＝2的單體，以及兩個烯鍵式不飽和官能度之間的長鍵鏈段。對于本發(fā)明而言，長鍵鏈段是平均分子鏈長度至少為大約4個碳原子或更多，最好為6個或更多碳原子的鍵鏈段。適宜的撓性鍵結(jié)構(gòu)包括鏈長度大于大約3個碳原子的亞烷基、聚(環(huán)氧乙烷)、聚(環(huán)氧丙烷)、乙氧基化雙酚A、聚醚、硫醚、脂族和芳族烴、醚、酯和聚硅氧烷等。這些可以任選地被任何側(cè)基取代，所述側(cè)基沒有減損聚合化合物進行光聚合的能力，或者增加在感興趣波長處例如用于無線電通信的1.31和1.52-1.63微米波長處的過度損耗。適當(dāng)?shù)娜〈浞桥潘匕ㄍ榛?、芳基、烷氧基和亞砜基團等。為了保證對熱降解和脫色的高耐性，熱穩(wěn)定性分子結(jié)構(gòu)的R1是適宜的。這種R1鏈段應(yīng)當(dāng)沒有熱感性部分，如芳族氨基甲酸乙酯和酰胺基團。為了保證低雙折射，使用具有低應(yīng)力光學(xué)系數(shù)和光學(xué)極化度的R1鍵。對于外包層來說，也可以為如上所述的丙烯酸酯，不過烯鍵式不飽和官能度之間的平均分子鏈長度可以為大約6個碳原子或更長，一般為8個或更長，最好為12個或更長。適宜的撓性鍵結(jié)構(gòu)包括鏈長度大于大約6個碳原子的亞烷基、聚(環(huán)氧乙烷)、聚(環(huán)氧丙烷)和乙氧基化雙酚A。在本發(fā)明一個實施方案中，每一層的材料還包括可聚合的酯和丙烯酸和包含2至30個碳原子的芳族和脂族多元醇的偏酯。聚亞氧烷基乙二醇的偏酯和酯也是適宜的。例如平均分子量在200至2000范圍內(nèi)的二丙烯酸乙二醇酯、二(甘醇)二丙烯酸酯、三(甘醇)二丙烯酸酯、四(甘醇)二丙烯酸酯、聚(乙二醇)二丙烯酸酯和聚(丙二醇)二丙烯酸酯，平均分子量在500至1500范圍內(nèi)的丙二醇二丙烯酸酯、二(丙二醇)二丙烯酸酯、(C2到C40)鏈烷二醇二丙烯酸酯諸如己二醇二丙烯酸酯和丁二醇二丙烯酸酯，三(丙二醇)二丙烯酸酯、三(羥甲基丙烷)三丙烯酸酯、乙氧基化三(羥甲基丙烷)三丙烯酸酯，平均分子量在100至1500范圍內(nèi)的季戊四醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二(聚季戊四醇)二丙烯酸酯、二(聚季戊四醇)三丙烯酸酯、二(聚季戊四醇)四丙烯酸酯、二(聚季戊四醇)五丙烯酸酯、二(季戊四醇)六丙烯酸酯、三(聚季戊四醇)八丙烯酸酯、山梨醇三丙烯酸酯、山梨醇四丙烯酸酯、山梨醇五丙烯酸酯、山梨醇六丙烯酸酯、低聚丙烯酸酯、二和三丙烯酸甘油酯、1，4-環(huán)己烷二丙烯酸酯、聚乙二醇的雙丙烯酸酯，以及上述化合物的混合物。多官能丙烯酸酯低聚物包括但不限于丙烯酸酯化的環(huán)氧化物、丙烯酸酯化的聚氨酯和丙烯酸酯化的聚酯?？晒饩酆系幕衔锇ū┧岱蓟?。這種丙烯酸芳基酯單體的例子為二丙烯酸芳基酯、三丙烯酸芳基酯和四丙烯酸芳基酯，例如基于苯、萘、雙酚A、亞聯(lián)苯基、甲烷亞聯(lián)苯基、三氟甲烷亞聯(lián)苯基、苯氧基亞苯基等的二、三和四丙烯酸酯。丙烯酸芳基酯單體可以為多官能丙烯酸芳基酯，更普遍情況下丙烯酸芳基酯單體為基于雙酚A結(jié)構(gòu)的二、三和四丙烯酸酯。常用的丙烯酸酯芳基單體為烷氧基化雙酚A二丙烯酸酯，如乙氧基化雙酚A二丙烯酸酯、丙氧基化雙酚A二丙烯酸酯和乙氧基化六氟雙酚A二丙烯酸酯。丙烯酸芳基酯單體可以選擇為乙氧基化雙酚A二丙烯酸酯。理想的可聚合成分為具有結(jié)構(gòu)(I)的單體 在一個實施方式中，對于芯而言，n為大約10或更小，通常為大約4或更小，最好為大約2或更小。在一個實施方式中，對于包層來說，n為大約2或更大，通常為大約4或更大，最好為大約10或更大。還可使用本領(lǐng)域中眾所周知的包含丙烯酸酯的共聚物。在一個實施方式中，包層包含具有上面結(jié)構(gòu)(I)所示乙氧基化雙酚A二丙烯酸酯的可聚合成分，其中1≤n≤20，通常為4≤n≤15，最好為8≤n≤12。
可聚合組合物可以為多官能氟化(甲基)丙烯酸酯，尤其是基于以下結(jié)構(gòu)的那些 其中Y是H或D；X是H，D，F(xiàn)，Cl，或CH3，a是2-4的整數(shù)R＝-CH2·Rf·CH2-，或 或 Rf＝-(CF2)k-，或-CF2O[(CF2CF2O)m(CF2O)n]CF2-，或-CF(CF3)O(CF2)4O[CF(CF3)CF2O]pCF(CF3)-其中k，m，n，和p是整數(shù)美國專利申請序列號09/337,337(2000年12月20日申請，公布為WO0078819(A1))中描述了適宜的氟化(甲基)丙烯酸酯，該專利在此引作參考。
這些材料制成的波導(dǎo)在1550納米處傳輸損耗為0.17dB/cm那樣小。易于選擇這些材料的玻變溫度(Tg)低于熱光裝置的工作溫度。通過光柵輔助測量表明這些低Tg的材料具有可以忽略不計的雙折射，并具有高折射率溫度微商值，這使得可以制造高功效的熱光裝置如光開關(guān)和可調(diào)光柵?？墒褂玫姆?甲基)丙烯酸酯包括例如可從意大利米蘭的Ausimont S.p.A購得的由多元醇FluorolinkT制成的四丙烯酸酯F60TA，按照下式反應(yīng) 其他多官能丙烯酸酯包括德克薩斯Round Rock的Exfluor ResearchCorporation制造的C6DLACRYCH2＝CHCO2CH2(CF)4CH2O2CCH＝CH2明尼蘇達(dá)Saint Paul的3M公司制造的L-12043CH2＝CHCO2CH2CF(CF3)O(CF2)4O[CF(CF3)CF2O]PCF(CF3)CH2O2CCH＝CH2同樣3M公司制造的L-9367CH2＝CHCO2CH2(CF2CF2O)m(CF2O)nCF2CH2O2CCH＝CH2雖然緩沖層、外包層和芯均可以包含結(jié)構(gòu)相似的組合物，但為使緩沖層和外包層的折射率均低于芯折射率，對于任何單獨應(yīng)用而言，它們必須具有不同的化學(xué)組成。例如緩沖層組合物可以與包層具有相似的Tg性質(zhì)，不過不必為相同組成。選擇可光聚合材料和處理條件，以使聚合緩沖層的Tg處于大約60℃或更低，一般大約40℃或更低，最好大約25℃或更低范圍內(nèi)。
本發(fā)明的特征在于波導(dǎo)芯中所使用的可光聚合的化合物產(chǎn)生一種在光聚合之后，玻變溫度為大約80℃或更低，最好為大約50℃或更低的芯。本發(fā)明的特征在于波導(dǎo)包層中所使用的可光聚合的化合物產(chǎn)生一種在聚合之后玻變溫度為大約60℃或更低，通常大約40℃或更低，最好大約25℃或更低的包層。本領(lǐng)域技術(shù)人員通過可聚合組分的特性和選擇，易于得到特定Tg。這取決于諸如分子量、不飽和位置數(shù)和可聚合組分的交聯(lián)密度等因素。單聚合的成分本身可具有所需的Tg，或者可以通過混合可聚合單體、低聚體和/或具有所需Tg的聚合物的混合物，可以改變可聚合成分。還可以通過改變曝光時間和進行聚合的溫度而控制Tg。
整個可光聚合組合物中存在的可光聚合化合物的量足以通過暴露于足夠的光化輻射而發(fā)生光聚合。組合物中可光聚合化合物的量可改變很大，可以使用制備可以用作光傳輸裝置的光傳輸元件的光聚合物時所使用的可光聚合組合物中一般所用的量。通常所用的可光聚合化合物的量是組合物的大約35至大約99.9％重量。通常全部組合物中存在的可光聚合化合物的量按重量為大約80％到大約99.5％，更適宜為占全部組合物重量的大約95％到大約99％。
每種光敏組合物還包括至少一種自由基產(chǎn)生光引發(fā)劑，其光解生成自由基。通常光引發(fā)劑是由光化學(xué)光激活的自由基產(chǎn)生加聚引發(fā)劑，并且接近室溫時(例如從大約20℃至大約80℃)為熱惰性。可以使用任何已知可光聚合丙烯酸酯的光引發(fā)劑。光引發(fā)劑非排他性地包括本領(lǐng)域中已知的喹喔啉化合物；連位聚縮酮基化合物，α-羰基化合物；偶姻醚；三芳基咪唑基二聚物；α-烴取代的芳香偶姻；多核醌；和s-三嗪。
適當(dāng)?shù)墓庖l(fā)劑包括芳族酮如苯甲酮，丙烯酸酯化苯甲酮，2-乙基蒽醌，菲醌，2-叔-丁基蒽醌，1，2-苯并蒽醌，2，3-苯并蒽醌，2，3-二氯萘醌，苯甲基二甲基縮酮和其他芳族酮例如安息香、苯偶姻醚如苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻異丁醚和苯偶姻苯基醚，甲基苯偶姻，乙基苯偶姻和其他苯偶姻。光引發(fā)劑包括可從德國Darmstadt的E.Merck購得的1-羥基環(huán)己基苯基酮(Irgacure184)，安息香，苯偶姻乙醚，苯偶姻異丙醚，苯甲酮，苯并二甲基縮酮(Irgacure 651)，2，2-二乙氧基苯乙酮，2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮(Darocur1173)；從英國倫敦的Great Lake Fine Chemicals Limited購得的1-[4-(2-羥乙氧基)苯基]-2-羥基-2-甲基丙-1-酮(Darocur2959)，2-甲基-1-[(4-甲硫基)苯基]-2-嗎啉代丙-1-酮(Irgacure907)，2-苯甲基-2-二甲基氨基-1-(4-嗎啉代苯基)-丁-1-酮(Irgacure369)，聚{1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]-2-羥基-2-甲基-丙-1-酮}(Esacure KIP)，[4-(4-甲基苯基硫代)苯基]苯甲酮(QuantacureBMS)，以及二樟腦醌。最適宜的光引發(fā)劑在輻射時不傾向于變黃。這種光引發(fā)劑包括苯并二甲基縮酮(Irgacure651)，2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮(Darocur1173)，1-羥基-環(huán)己基-苯基酮(Irgacure184)和1-[4-(2-羥乙氧基)苯基]-2-羥基-2-甲基-丙-1-酮(Darocur2959)。Fluorolink-T和C6DIACRYL可充分共混，因此可以使用常規(guī)光引發(fā)劑進行UV固化。對于更高氟化的多官能丙烯酸酯，諸如來自3M的材料L-12043和L-9367可以使用氟化的光引發(fā)劑。
各可光聚合組合物中所含的自由基產(chǎn)生光引發(fā)劑的量足以在暴露于足夠光化學(xué)輻射時將可光聚合化合物光聚合。光引發(fā)劑存在的量通常為全部組合物重量的大約0.01％到大約10％，更常見為大約0.1％到大約6％，更適宜為組合物總重量的大約0.5％到大約4％。
取決于光敏組合物的目的和最終用途，還可以將其它添加劑加入光敏組合物中。這些添加劑的例子包括溶劑，抗氧化劑，光穩(wěn)定劑，體積膨脹劑，填充劑如硅石，氧化鈦，玻璃球等(特別是當(dāng)在納米尺度范圍時，即粒子尺寸小于大約100nm)，染料，自由基清除劑，對比度增強劑，硝酮和UV吸收劑。抗氧化劑包括諸如苯酚的化合物，特別是包括來自紐約Tarrytown的Ciba-Geigy Corporation的Irganox1010的受阻酚；硫化物；有機硼化合物；有機磷化合物；可從Ciba-Geigy購得的商標(biāo)名為Irganox1098的N，N’-六亞甲基雙(3，5-二-叔丁基-4-羥基氫化肉桂酰胺)。光穩(wěn)定劑，更具體而言受阻胺光穩(wěn)定劑包括但不限于，可從特拉華Wilmington的Cytec Industries購得的商標(biāo)名為“CyasorbUV-3346”的聚[(6-嗎啉代-s-三嗪-2，4-二基)[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亞胺基]-六亞甲基[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亞氨基]。體積膨脹劑包括諸如稱作Bailey單體的螺旋單體的材料。染料的例子包括亞甲綠，亞甲藍(lán)等。適宜的自由基清除劑包括氧，受阻胺光穩(wěn)定劑，受阻酚，2，2，6，6-四甲基-1-哌啶基氧基自由基(TEMPO)等。適宜的對比度增強劑包括其他自由基清除劑如硝酮。UV吸收劑包括苯并三唑，羥基苯甲酮等。這些添加劑可以包含的量，以組合物總重量計，為大約0％到大約6％，常常為大約0.1％到大約1％。全部組合物的所有成分彼此混合，最好是基本均勻混合。
一旦在緩沖層上形成芯光敏組合物薄膜或厚膜，則將光化輻射引導(dǎo)到膜上，以便勾畫芯層的輪廓。即，芯的位置和尺寸由芯層表面上的光化輻射圖案決定。必須選擇輻射圖案，以使可光聚合的組合物聚合成所需的圖案，并且以便使其他薄膜區(qū)域保持未反應(yīng)。本發(fā)明的光聚合物一般通過將可光聚合組合物暴露于所需波長和強度的光化學(xué)輻射所需時間而制備。此處所使用的“光化輻射”定義為在可見、紫外或紅外光譜區(qū)域中的光，以及電子束，離子或中子數(shù)，或X-射線輻射。光化輻射可以為非相干光或相干光形式，例如激光器發(fā)出的光。取決于所需的光聚合度、光聚合物的折射率和本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知的其他因素，可以極大地改變光化學(xué)光源，以及曝光過程，時間，波長和強度。這種傳統(tǒng)的光聚合過程和其操作參數(shù)是本領(lǐng)域眾所周知的。
可以極大地改變光化輻射源和輻射波長，并且可以使用任何傳統(tǒng)波長和輻射源。在一個實施方案中，可以用相對較短波長(或高能量)輻射執(zhí)行光化學(xué)激勵，從而通常在處理之前暴露于輻射(例如室內(nèi)光)不會過早地將可聚合材料聚合。因此，適宜暴露于紫外光(300-400nm波長)。并且可使用深紫外光(190-300nm波長)曝光。適宜的源為安裝有適當(dāng)光學(xué)濾波器的高壓汞氙弧光燈，光學(xué)濾波器用于選擇進行處理的所需波長。而且，可用短波長相干輻射實現(xiàn)本發(fā)明。工作于UV模式下350nm附近數(shù)個波長處的氬離子激光器是符合需要的。并且，輸出在257nm波長附近的倍頻氬離子激光器更加符合需要?；蛘?，可以利用高強度光化輻射源如激光器引發(fā)的多光子過程進行處理。還可以通過使用電子束固化，將上述沒有光引發(fā)劑的氟化單體固化?？梢允褂秒娮邮螂x子束激勵。曝光時間一般從幾秒到大約10分鐘。溫度一般從大約10℃到大約60℃，不過室溫最為適宜。另外，這些材料可以通過使用過氧化物或其他熱引發(fā)劑而熱固化。
可以通過傳統(tǒng)方法對光化輻射的空間分布、即它入射在可光聚合材料層上的位置進行控制。例如，在一種傳統(tǒng)方法中，將帶有所需芯圖案的掩模放置在光化輻射源與可光聚合組合物膜之間。該掩模具有透明和不透明區(qū)域，僅允許輻射入射在薄膜表面的所需區(qū)域上。本領(lǐng)域中眾所周知薄膜的掩模曝光，可以包括用于將芯圖案印到薄膜上的接觸、接近和投影技術(shù)。另一種傳統(tǒng)的空間控制方法使用包括定向或聚焦束如激光或電子束的光化輻射源。這種束僅與一小部分可光聚合材料膜表面相交。通過在空間中掃描光束，或者移動基片使相交點相對固定束移動，而圍繞薄膜表面移動該小交點，從而獲得所需的芯圖案。這些使用束源的曝光類型在本領(lǐng)域中稱作直接寫入方法。波導(dǎo)芯的精確橫截面形狀以及芯側(cè)面處形成的梯度折射率區(qū)域的寬度和程度，受到用于直接寫入和掩模曝光制造方法的光源準(zhǔn)直度的影響。根據(jù)所需的結(jié)果，可以大大改變準(zhǔn)直度。通常適宜使用相對高度準(zhǔn)直的源來限定波導(dǎo)芯結(jié)構(gòu)。準(zhǔn)直度在小于10度角度內(nèi)是有益的。
在芯層的可光聚合組合物已經(jīng)聚合形成預(yù)定的芯層圖案之后，將該圖案顯影，以去除未成像區(qū)域，并留下預(yù)定的圖案?？梢允褂萌魏蝹鹘y(tǒng)的顯影方法，例如用溶劑沖洗未照射的組合物。這種溶劑包括極性溶劑如醇類和酮類?？墒褂玫娜軇楸?，甲醇，丙醇，四氫呋喃和乙酸乙酯，并且對于高氟化的單體使用氟代醚溶劑，如Ausimont出售的商標(biāo)名為“Galden”的那些溶劑是適宜的。
底層不需要完全固化，僅需要部分聚合。部分聚合意味著在聚合作用之后存在某些丙烯酸酯基，即并非所有的丙烯酸酯都轉(zhuǎn)化成飽和烴。這意味超過0％的丙烯酸酯基數(shù)量，通常超過大約10％，最適宜為超過大約25％的丙烯酸酯基保持未反應(yīng)。未反應(yīng)基團數(shù)量的上限取決于單體(一種或多種)的凝膠點，而凝膠點又取決于官能度(每個單體的丙烯酸酯基的數(shù)量)。如果官能度等于整數(shù)f，則未反應(yīng)基團的上限足以導(dǎo)致凝膠化，并近似由關(guān)系式(1-1/f)*100％給出。作為說明，四丙烯酸酯單體的剩余未反應(yīng)基團的數(shù)量小于75％，二丙烯酸酯單體的剩余未反應(yīng)基團的數(shù)量小于50％。在涂覆下一相繼層之前的層的部分聚合，使得層可在其界面處混合。這種混合提高層的粘性，并且在某些情況下可以用于控制界面處的折射率梯度。在本發(fā)明另一實施方案中，波導(dǎo)可以包括摻雜玻璃組合物如摻有鍺的玻璃組合物。
然后波導(dǎo)芯被附加衍射光柵。激光輻射束通過相位掩模曝光波導(dǎo)芯。相位掩模在本領(lǐng)域中是眾所周知的。激光器的類型是本領(lǐng)域中眾所周知的，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易測定其強度。適當(dāng)?shù)募す馄鞯睦影üぷ饔赨V模式的氬離子激光器，倍頻氬離子激光器和三倍頻YAG激光器。圖1表示帶有多層波導(dǎo)4的基片2。將適宜的相位掩模6設(shè)置在波導(dǎo)4上面，并且沿波導(dǎo)4的縱軸。然后相對波導(dǎo)縱軸以角度α掃描的激光輻射8通過相位掩模6曝光波導(dǎo)4。在足以引發(fā)波導(dǎo)折射率改變，并在波導(dǎo)上附加與相位掩模圖案相應(yīng)的切趾布喇格光柵的條件下，與縱軸的角度α在大于0°且小于90°范圍內(nèi)。通常，角度α從大約1°到大約45°，更常見為從大約3°到大約15°。如圖1中所示，激光束具有平滑變化的漸變強度分布(例如高斯強度分布)，其具有更強的中央?yún)^(qū)域10和逐漸減弱強度的區(qū)域12?？梢栽趯⒐鈻鸥郊釉谛旧现盎蛑筮M行將外包層組合物涂覆在波導(dǎo)上的步驟。通常，在施加光柵之前涂覆外包層，以便光柵附加在所有層即芯、外包層、底包層和緩沖層上。
用于附加光柵的劑量(每單位平方表面的總輻射能量)，以及將所有層完全固化的最終固化劑量一般為前述制造步驟中將每層部分固化所用劑量的大約10至大約500倍。更適宜的是，最終固化劑量大約為中間劑量的100倍。通過這種方式，在早期制造過程中各層在其界面處混合，以通過共價鍵保證層之間良好粘接。通過最終固化步驟將所需的結(jié)構(gòu)固定在適當(dāng)位置，從而該結(jié)構(gòu)不會發(fā)生進一步演變。
除了使用現(xiàn)有光刻方法制造平面波導(dǎo)以外，還可以通過活性離子蝕刻，通過微觀復(fù)制(microreplication)，通過直接激光寫入，或者通過激光燒蝕而制造波導(dǎo)芯。
材料的靈活性使得可以制造具有所需機械強度的裝置。即使該裝置暴露于非常高或非常低溫度下，也能避免發(fā)生破裂。材料的良好粘性使得可以在多種基片上制造堅固的裝置，即使在某些惡劣環(huán)境如高溫和高濕度下，也不會發(fā)生分層。該裝置制造技術(shù)與半導(dǎo)體工業(yè)實踐的兼容性，使得可以發(fā)展混合光電電路。
本發(fā)明的波導(dǎo)可以具有若干傳統(tǒng)橫截面形狀中的任何一種，如圓形，多邊形，正方形，矩形，梯形，和弧形如在頂部和側(cè)面采用拋物線或高斯曲線、并且其與緩沖層接觸的底面是平坦的。下面的非限定性實施例用于說明本發(fā)明。
實施例1將硅晶片清潔，然后經(jīng)過硅烷處理以便形成與丙烯酸酯制劑的粘接。用包含75∶25重量百分比的全氟聚醚二丙烯酸酯(L-9367)/氟化四丙烯酸酯(F60TA)、混有光引發(fā)劑的緩沖材料層旋涂所述經(jīng)過處理的晶片。然后該緩沖層通過整體暴露于光化輻射而部分固化。隨后用包含具有8個氟原子的92∶8重量百分比的氟化四丙烯酸酯(F60TA)/氟烷基丙烯酸酯(2，2，3，3，4，4，5，5-八氟己烷-1，6-二基二丙烯酸酯)、混有光引發(fā)劑的芯材料層旋涂該緩沖層。選擇該材料，使其具有比緩沖層更高的折射率。芯層的厚度取決于所需的波導(dǎo)高度，對于單模波導(dǎo)而言一般在5至9微米范圍內(nèi)。然后芯材料通過掩模暴露于UV光下。調(diào)節(jié)芯曝光劑量以獲得所需的芯寬度和周圍包層的所需粘接度。然后用溶劑顯影掉未曝光材料。此后用包含氟化四丙烯酸酯、混有光引發(fā)劑的外包層材料層旋涂芯。然后使外包層暴露于UV光下，并部分固化。然后將相位掩模設(shè)置在波導(dǎo)上。之后具有近似高斯強度分布的激光束通過該相位掩模曝光該波導(dǎo)。波導(dǎo)和相位掩模保持固定，且光束以恒定速度通過相位掩模以相對波導(dǎo)縱軸10°的角度在波導(dǎo)上掃描。然后通過最終劑量固化所有層，該最終劑量穿透所有層，完成頂層以及底層的固化。從而在波導(dǎo)上附加切趾光柵。
實施例2包含25重量百分比(wt％)的氟化四丙烯酸酯F60TA、75wt％的氟化二丙烯酸酯L-9367的混合物混有2wt％的氟化光引發(fā)劑，形成均質(zhì)溶液。然后該溶液旋涂在硅基片上，并在高壓汞燈下以大約15mW/cm2的輻照度固化，形成10μm厚緩沖層。該緩充層的折射率為1.313。包含92wt％氟化四丙烯酸酯F60TA、7wt％氟化二丙烯酸酯“C6DIACRY”的芯混合物與1wt％的光引發(fā)劑Darocure1173混合，形成均質(zhì)溶液。然后該芯溶液涂覆在緩沖層上。芯層通過光掩模暴露于汞-氙燈，并顯影，形成折射率為1.336的6μm厚芯。
包含99wt％氟化四丙烯酸酯F60TA和1wt％光引發(fā)劑Darocure1173的外包層組合物混合形成均質(zhì)溶液。然后該溶液旋涂在芯上，并在汞燈下固化，形成折射率為1.329的12μm厚外包層。所有折射率均為1550nm下的折射率。然后將相位掩模設(shè)置在波導(dǎo)上。此后具有近似高斯強度分布的激光束通過該相位掩模曝光波導(dǎo)。該波導(dǎo)和相位掩模沿波導(dǎo)縱軸平移，同時激光束保持固定。光束通過相位掩模相對波導(dǎo)縱軸以10°的角度通過波導(dǎo)。然后通過最終劑量將所有層固化，該最終劑量穿透所有層，完成頂層及底層的固化。從而在波導(dǎo)上附加切趾光柵。
雖然參照適當(dāng)?shù)膶嵤┓桨妇唧w說明和描述了本發(fā)明，不過本領(lǐng)域普通技術(shù)人員易于想到，在不偏離本發(fā)明精神和范圍的條件下可以進行多種改變和變型。意在將權(quán)利要求解釋為覆蓋所披露的實施方案、上面討論的替代方案以及所有等效方案。
權(quán)利要求
1.一種用于在光敏性平面線性波導(dǎo)中形成切趾布喇格光柵的方法，包括在基片表面上設(shè)置光敏性平面線性波導(dǎo)，該波導(dǎo)定義縱軸；將帶有圖案的相位掩模設(shè)置在該波導(dǎo)與激光束之間；該波導(dǎo)通過該相位掩模暴露于激光束，其中激光束以基本恒定的速度相對基片和相位掩模移動，或者基片和相位掩模以基本恒定的速度相對激光束移動，所述光束具有平滑改變的強度分布，并且在足以引起波導(dǎo)折射率改變，并在波導(dǎo)中附加與相位掩模圖案相應(yīng)的切趾布喇格光柵的條件下，以相對縱軸為大于0°且小于90°的角度進行所述曝光。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述角度范圍為大約1°到大約45°。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述角度范圍為大約3°到大約15°。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述波導(dǎo)包含摻雜的玻璃組合物。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述波導(dǎo)包含摻鍺的玻璃組合物。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述波導(dǎo)包含可光聚合的組合物。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中激光束保持固定，基片和相位掩模相對激光束移動。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中基片和相位掩模保持固定，激光束相對基片和相位掩模移動。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中基片表面包含折射率小于波導(dǎo)折射率的底包層組合物。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述波導(dǎo)包含處于芯上的外包層組合物，所述方法還包括在曝光之前或之后將外包層組合物涂覆在芯上的步驟，該外包層組合物的折射率小于芯的折射率。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中激光束具有高斯強度分布。
12.一種形成具有切趾布喇格光柵的平面線性波導(dǎo)的方法，包括將底包層組合物涂覆至基片的表面；在底包層上形成光敏性平面線性波導(dǎo)，該波導(dǎo)定義縱軸；將帶有圖案的相位掩模設(shè)置在波導(dǎo)與激光束之間；激光束通過相位掩模曝光波導(dǎo)，其中激光束以基本恒定的速度相對基片和相位掩模移動，或者基片和相位掩模以基本恒定的速度相對激光束移動，所述光束具有平滑改變的強度分布，并且在足以引起波導(dǎo)折射率改變，并在波導(dǎo)中附加與相位掩模圖案相應(yīng)的切趾布喇格光柵的條件下，以相對縱軸為大于0°且小于90°的角度進行所述曝光；以及在曝光之前或之后將外包層組合物涂覆在波導(dǎo)上，其中外包層組合物和底包層組合物的折射率小于波導(dǎo)折射率。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述角度范圍為大約1°到大約45°。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述角度范圍為大約3°到大約15°。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述波導(dǎo)包含摻雜的玻璃組合物。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述波導(dǎo)包含摻鍺的玻璃組合物。
17.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述波導(dǎo)包含可光聚合的組合物。
18.如權(quán)利要求12所述的方法，其中激光束保持固定，基片和相位掩模相對激光束移動。
19.如權(quán)利要求12所述的方法，其中基片和相位掩模保持固定，激光束相對基片和相位掩模移動。
20.如權(quán)利要求12所述的方法，其中激光束具有高斯強度分布。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于在光敏性平面線性波導(dǎo)中制造切趾布喇格光柵的方法。在基片(2)的表面上設(shè)置光敏性平面線性波導(dǎo)(4)。帶有圖案的相位掩模(6)設(shè)置在波導(dǎo)與激光束(8)之間。波導(dǎo)通過相位掩模曝光于激光束，其中激光束以基本恒定的速度相對基片和相位掩模移動，或者基片和相位掩模以基本恒定的速度相對激光束移動。光束具有平滑改變的強度分布，在足以引起波導(dǎo)折射率改變，并在波導(dǎo)中附加與相位掩模圖案相應(yīng)的切趾布喇格光柵的條件下，以相對縱軸大于0且小于90(度)的角度執(zhí)行曝光。
文檔編號G02B6/02GK1555503SQ02817961
公開日2004年12月15日 申請日期2002年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月14日
發(fā)明者L·埃爾達(dá)達(dá), L 埃爾達(dá)達(dá) 申請人:納幕爾杜邦公司