基于Micropen直寫(xiě)技術(shù)快速制造聚合物條形光波導(dǎo)的工藝研究.pdf

1、聚合物條形光波導(dǎo)的傳統(tǒng)制作方法比較成熟，但這些方法具有工藝復(fù)雜、制作周期長(zhǎng)和效率低等缺點(diǎn)。與傳統(tǒng)方法相比，直寫(xiě)技術(shù)(Direct Writing)由于具有無(wú)掩模、高柔性化、加工精度高、速度快、可靠性程度高、成本低以及適用的材料范圍廣泛等優(yōu)點(diǎn)而倍受人們的重視。因此，直寫(xiě)技術(shù)特別適合用于產(chǎn)品的研究與開(kāi)發(fā)階段，在實(shí)驗(yàn)研究和小規(guī)模生產(chǎn)中發(fā)揮傳統(tǒng)方法難以發(fā)揮的作用。
　　 針對(duì)聚酰亞胺材料的特點(diǎn)和微細(xì)筆直寫(xiě)技術(shù)的特點(diǎn)，本課題提出采用微細(xì)筆

2、直寫(xiě)工藝來(lái)直接制作聚合物條形光波導(dǎo)芯層的技術(shù)思想。利用該技術(shù)成功的制作出了質(zhì)量良好的氟化聚酰亞胺條形光波導(dǎo)，并對(duì)聚合物條形光波導(dǎo)的直寫(xiě)工藝、波導(dǎo)的尺寸控制和通光性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
　　 直寫(xiě)工藝中，系統(tǒng)研究了波導(dǎo)的直寫(xiě)速度V、氣體壓力P、筆頭到基板的距離H對(duì)波導(dǎo)寬度的影響規(guī)律。在其它工藝參數(shù)一定的情況下，波導(dǎo)寬度隨氣體壓力P的增加而增大，但隨直寫(xiě)速度V的增大而減小。在臨界高度內(nèi)，筆頭到基板的距離H對(duì)波導(dǎo)寬度的影響不大；但是一

3、旦超過(guò)臨界高度，波導(dǎo)邊沿質(zhì)量就變得很差。通過(guò)對(duì)不同直寫(xiě)參數(shù)下得到的波導(dǎo)的外形尺寸和微觀形貌進(jìn)行分析，得到微細(xì)筆直寫(xiě)的優(yōu)化工藝參數(shù)為：直寫(xiě)速度V=2mm/s，氣體壓力為P=8kPa，微細(xì)筆筆尖到基板的高度H=5μm。
　　 波導(dǎo)成型后，后續(xù)的熱處理工藝會(huì)對(duì)波導(dǎo)損耗產(chǎn)生比較大影響。在50℃-300℃之間，氟化聚酰亞胺的本征損耗隨熱處理溫度的升高而降低，并在300℃左右達(dá)到損耗的最小值。分析了波導(dǎo)中存在的雜質(zhì)顆粒、氣孔、裂紋和不規(guī)則外