光ファイバ上に展開するマイクロマシニング加工

基于光纤开发的微机械加工

基本信息

批准号：
14655094
负责人：
佐々木実
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度の実施計画通り、光ファイバそのものに施す加工は最小限に抑えて、複雑な構造は組み合わせるシリコンデバイス側に含めて組み合わせる方針で技術開発を進めた。昨年度の軸ずれ補正機能を目指したマイクロレンズも一つの試みである。この考えは、ボールレンズをセルフアライメントで中心に精度良く固定するレンズホルダに発展した。光ファイバに施す加工は細径化程度に留めて、シリコンウェハから加工する構造には複雑なMEMSデバイスを用意し、両者を相性良く組み合わせるデバイスを開発した。光ファイバを加熱する複雑なマイクロヒータのアレイデバイスをシリコンデバイス側で用意して、光ファイバもしくは従来からのファイバ型デバイスと組み合わせる試みを行った。具体的には、減衰量可変の長周期ファイバグレーティングおよび短周期ファイバグレーティングのチャーピング用デバイスである。MEMSデバイスとしては、SiNやpoly-Si膜からなる薄膜型デバイス、およびSOI(silicon on insulator)ウェハ中の結晶Siをエッチングして形成したSOIデバイスの2種を製作した。減衰量可変の長周期ファイバグレーティングは、直径12μmの光ファイバに400-500μmの周期構造を温度分布によって転写するデバイスである。マイクロヒータに入力した電力に比例して、長周期ファイバグレーティングによる減衰が増加することを確認した。熱がこもり易い薄膜型デバイスの方が、より効率的な減衰特性を示した。短周期ファイバグレーティングのチャーピング用デバイスにおいては、光ファイバに短周期グレーティングを書き込んだデバイスとマイクロヒータデバイスを組み合わせた。ヒータ抵抗が系統的に変化するよう形状を変化させた。チャーピングに関しては、SOIデバイスの方が再現性の良い結果を示した。ヒータ材料であるpoly-Siの完全に均一なドーピングが現状では難しいからである。スペクトル形状は、反射ピークの長波長側へのシフトとピーク形状の変化が確認された。

作为今年的实施计划，光纤本身的处理已被最小化，并且已经制定了复杂的结构，该政策旨在将其合并在有机硅设备方面。去年针对轴校正功能的微镜头是一种尝试。这个想法演变成一个镜头支架，该镜头以自我对准固定球镜头。对光纤的处理仅是一个小直径，并且已经为从硅晶片处理的结构准备了一个复杂的MEMS设备，并且将两者结合的设备结合在一起。在硅设备侧制备了一种加热光纤的复杂的微型阵列阵列设备，并试图将其与光纤或常规纤维型设备相结合。具体而言，它是一种用于长期纤维和短期纤维纤维的装置，并具有可变的衰减量。至于MEMS设备，由SIN和Poly-Si膜制成的两种类型的MEMS设备，以及由SOI（绝缘子上的硅）晶片中的晶体Si形成的SOI设备。具有可变衰减量的长期纤维收集是一种装置，其中400-500μm周期结构通过温度分布转移到直径为12μm的光纤。已经证实，长期纤维纤维造成的衰减与微型HITA中输入的功率成比例增加。易于跟上的薄膜设备具有更有效的衰减特性。在短期纤维收费设备中，在光纤上编写短期光栅的设备是微型HITA设备的组合。形状发生了变化，以使加热器电阻系统地变化。关于Charing，SOI设备显示出更好的可重复性。这是因为Poly-SI（加热器材料）的完全均匀的掺杂现在很难。光谱形状向反射峰的长波长侧移动，并确认了峰形的变化。