KR20020042873A - 광학 소자 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 광학 소자는 발광면(2)을 갖는 제 1 요소(2)와 광입사면(4)을 갖는 제 2 요소(3)를 포함하며, 상기 면들(2, 4) 사이에 상기 요소들(1, 3)을 상호결합하는 결합층(5)이 제공된다. 상기 결합층(5)은 광학적으로 투명한 파라핀층으로, 제 1 요소(1)로부터 제 2 요소(3)로 광을 효율적으로 커플링하며, 상기 요소들(1, 3)을 서로에 대하여 주의깊게 배치한다. 광학 소자의 제조 방법에 있어서, 제 1 요소(1) 및 제 2 요소(3)는, 모세관 공간(7)을 형성하도록 상기 면들(2, 4)을 결합시킴으로서 서로 끼워맞춰지고, 상기 모세관 공간(7)은 액체 파라핀을 흡수하여 채워지며, 상기 파라핀은 냉각되고 응고되어 상기 모세관 공간(7) 내에 투명한 파라핀의 결합층(5)을 형성한다.

Description

광학 소자 및 그 제조 방법{OPTICAL COMPONENT AND METHOD OF MANUFACTURING SAME}
이러한 광학 소자 및 소자 제조 방법은 US-A-5,074,683에 개시되어 있다.
상기 공지되어 있는 방법에서는, 두 개의 광학 소자가 결합층에 의해 상호결합되어 있는데, 그 거리는 스페이서층(spacer layer)에 의해 가변한다. 상기 스페이서층은 제 1 광학 요소 상에만 제공되며, 그 결과 제 1 및 제 2 광학 요소 사이에 열린 공간(open space)이 형성되며, 이 공간은 제 1 광학 요소의 굴절률과 거의 동일한 굴절률을 갖는 커플링 물질(coupling mass)로 채워진다. 커플링 물질은 스는 에폭시, 겔(gel) 또는 이와 유사한 재료이다.
제 1 광학 요소의 표면과 제 2 광학 요소의 표면 사이의 공간은 스페이서층의 두께를 선택함으로써 정확하게 조정가능하다. 스페이서층의 두께는 통상적으로 600㎛ 이다. 상기 공지된 방법은 파이버 광학 화면(fiber optic faceplate)을 전하 결합 소자(CCD:charge-coupled device)를 포함하는 센서에 고정시키는데 주로 사용된다. 커플링 물질은, CCD 센서에 손상을 주지 않고 만족스러운 광 커플링을 얻기 위해, 파이버 광학 화면과 센서의 활성 영역 사이에 주로 제공된다.
상기 공지된 방법의 단점은 층의 건조로 에폭시 및 겔이 일반적으로 수축한다는 것이다. 만약 에폭시 또는 겔이 CCD 센서의 활성부 상에 제공되면, 센서의 수명은 기계적 응력에 의해 악영향을 받는다. 센서와 엔벨로프(envelope) 간을 전기적으로 접속하는 와이어가 분리될 수도 있으며, 시간이 경과함에 따라 파손될 수도 있다.
상기 공지된 커플링 물질의 다른 중요한 단점은 CCD 센서와 파이버 광학 화면 사이의 에폭시 및 겔 내에 거품이 종종 발생하며, 그 결과 센서가 이용불가능하게 된다는 것이다. 제조 공정의 마지막에 발생하는 이러한 센서의 결함으로 비용이 아주 많이 들게 된다.
본 발명은 발광면을 갖는 제 1 요소와 광입사면을 갖는 제 2 요소를 포함하며, 상기 면들 사이에 상기 요소들을 상호결합하는 결합층(bonding layer)이 배치되어 있는 광학 소자에 관한 것이다.
본 발명은 또한 발광면을 갖는 제 1 요소와 광입사면을 갖는 제 2 요소를 포함하며, 상기 면들 사이에 상기 요소들을 상호결합하는 결합층(bonding layer)이 배치되어 있는 광학 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
도 1a은 광학 소자의 제 1 실시예의 사시도.
도 1b는 도 1a의 라인 Ib-Ib 를 따라서 절취한 광학 소자의 제 1 실시예의 단면도.
도 1c는 도 1의 소자의 중간 제품의 단면도로서, 액정 파라핀이 흡수되고 있는 것을 도시한 도면.
도 2는 광학 소자의 제 2 실시예의 사시도.
도 3은 광학 소자의 제 3 실시예의 사시도.
본 발명의 목적은 서두에 개시한 타입의 광학 소자를 제공하는 것으로, 상기 광학 소자는 신뢰할 수 있고 간단한 방식으로 제조될 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 서두에 개시된 타입의 광학 소자를 제조하는 방법을 제공하는 것으로, 이 방법은 신뢰할 수 있고 간단한 방식으로 수행될 수 있으며, 불량률을 크게 감소시킬 수 있다.
광학 소자와 관련하여, 상기 목적은 결합층을 투명한 파라핀층으로 한 본 발명에 따라 달성된다.
광학 상호접속부와 같은 광학 소자는 데이터 통신 시스템 및 멀티칩 모듈에 종종 사용된다. 광학 상호접속부는, GaAs가 포토닉스(photonics)에 사용되고 Si가 일렉트로닉스(electronics)에 사용되는 하이브리드 칩일 수도 있다. 발광면을 갖는 제 1 요소의 예로는 GaAs 레이저 또는 발광 다이오드(LED)를 들 수 있고, 광입사면을 갖는 제 2 요소의 예로는 광검출기를 들 수 있다. GaAs 레이저 또는 LED 및 Si 광검출기는 투명한 파라핀층에 의해 서로 결합되며, 본딩 와이어는 엔벨로프 내의 최종 조립체에 종종 사용된다. 본 발명에 따른 광학 소자의 투명한 파라핀층은 우수한 결합층이자 가시광 파장 범위에서 양호한 전달 특성을 갖는 매질이다. 파라핀은 에폭시 또는 겔에 비해 비교적 부드럽기(soft) 때문에, 레이저 또는 광 검출기와 같은 요소들로 전달되는 기계적인 응력이 아주 작다. 결합층으로 인한 요소들의 수명과 관련된 문제, 즉, 결합층이 분리되거나 파손되는 문제가 해결된다. 광학 소자는 제 1 요소의 발광면에 액체 파라핀을 인가하고 상기 발광면 상에 광입사면을 갖는 제 2 요소를 위치시킴으로써 제조될 수 있다.
광학 소자는 상기 요소들의 발광면과 광입사면 사이의 모세관 공간을 가질 수도 있다. 상기 모세관 공간은 투명한 파라핀층으로 채워진다. 광학 소자는, 모세관 공간을 형성하도록, 예를 들면, 제 1 요소와 제 2 요소의 표면을 접촉시켜 이들을 결합시키고, 상기 모세관 공간이 액정 파라핀을 흡수하도록 하여 상기 모세관 공간을 채우고, 파라핀을 냉각하고, 모세관 공간 내에 투명한 파라핀의 결합층을 얻을 수 있도록 파라핀을 응고시킴으로써, 획득될 수 있다.
투명한 파라핀층의 이점은, 반데르발스 힘(Van der Waals'forces)의 결과로 상기 요소들의 발광면과 광입사면 사이의 접착이 아주 양호하다는 것이다. 만약 파라핀이 모세관 공간 내에 존재한다면, 모세관 공간의 측면에서 사라지는 재료의 양은 아주 작으며, 이것은 부분적으로는 파라핀의 낮은 증기압 때문일 수 있다.
파라핀은 지방성 탄화수소의 혼합물이다. 고체 상태에서, 파라핀은 백색 내지는 밝은 황색의 매끄러운 반죽이다. 혼합물의 조성에 따라서, 파라핀의 융점은 45℃ 내지 65℃ 범위 내에 있다. 실용적인 애플리케이션에 있어서, 투명한 파라핀층이 50℃ 이하인 것이 바람직하다. 상기 요소들이 서로 부적절하게 부착되어 있으면, 예를 들어 부적적하게 정렬되어 있으면, 상기 융점보다 높은 온도까지 모세관 공간 내의 파라핀층을 가열함으로써 이들 요소들은 쉽게 분리될 수 있다. 이 때문에, 이들의 제조중에 불량한 광학 소자들의 수는 크게 감소한다.
광 손실을 최소화하기 위해서는, 요소들 간의 매질 내에서 광 산란의 정도가 낮은 것이 바람직하다. 광학 소자들 사이의 거리가 짧은 것이 아주 바람직하다. 10% 이상의 광 손실이 방지되는 것이 보다 바람직하며, 따라서 파라핀층에 대해 선택된 두께는 최대 200㎛이다.
표면의 거칠기에 대한 거리를 최소화함으로써, 층의 두께에는 작은 변동만이존재하며, 광 산란은 레일리 산란(Rayleigh scattering)으로 한정된다.
표면에서의 반사는 가능한 한 억제되는 것이 바람직하다. 결합층의 재료의 굴절률을 가능한 한 상기 요소들의 굴절률에 가깝게 선택하면, 표면에서의 광의 반사가 크게 감소된다. 파라핀은 통상적으로 1.440 내지 1.484의 가시광에 있어서 양호한 굴절률을 갖는데, 이는 1.46의 굴절률을 갖는 수정과 같은 반도체 기술에서 중요한 재료의 굴절률에 오히려 더 가깝다. 이 때문에, 광학 파이버 다발을 수용하는 수정 판이 실질적으로 반사없이, 파라핀층을 통해 Si 반도체 검출기의 표면상의 SiO2패시베이션층에 결합될 수 있다.
카메라, 캠코더 및 디지털 카메라와 같은 화상 픽업 장치는 일반적으로 화상 센서를 포함한다. 화상 센서는 광감 픽셀들의 어레이(an array of light-sensitive pixels)를 포함한다. 광은 픽셀마다 예를 들어, 포토다이오드 또는 CCD와 같은 고체 촬상 소자에 의해 전기 신호로 변환된다.
광 수신 화상 센서와는 별도로, 픽업 소자도 일반적으로 발광면으로 오픈되는 파이버 다발을 수용하는 판을 포함한다. 투명한 파라핀층은 상기 판과 화상 센서의 광입사면 사이에서 연장된다. 상기 판은 파라핀에 의해 화상 센서에 대해 정확하게 고정된다. 광은 광학 파이버를 통해 화상 센서의 하나 이상의 픽셀 상에 입사한다. 픽셀마다의 광의 양은 전기 신호 처리 후 화상을 형성하는데 사용되는 전기 신호로 변환된다.
방법과 관련된 본 발명의 목적은, 모세관 공간을 형성하기 위해 표면들을 결합시킴으로서, 제 1 및 제 2 요소가 맞추어지는 본 발명에 따라서 달성되는데, 상기 모세관 공간은 액체 파라핀을 흡수하도록 제조되어 파라핀으로 채워지며, 파라핀이 냉각되고 응고되어 모세관 공간 내에 투명한 파라핀의 결합층을 얻게된다.
본 발명에 따른 방법의 매우 바람직한 효과는, 요소들 간의 표면 에너지의 최소화가, 액정 파라핀이 흡수되는 공정이 모세관 공간이 채워질 때까지 계속되도록 만든다는 것이다. 아주 놀랍게도, 파라핀층은 응고 후에 투명한채로 남아 있음을 알 수 있었다. 이 방법을 사용하면, 파라핀 층에 거품이 전혀 또는 거의 발생하지 않는다. 이 방법은 아주 간단하며 비용이 많이 들지 않는다. 융점 이상의 온도까지 파라핀을 가열함으로써 요소들이 쉽게 분리될 수 있기 때문에, 제조 공정의 마지막 단계에서 제품의 불량이 방지된다. 따라서 이 방법은 반복될 수 있다.
액체 파라핀을 흡수하는 공정 동안에 요소들이 압력을 받는 것이 바람직하다. 상기 압력의 결과로, 요소들은 서로에 대하여 이동할 수 없으며, 따라서 서로에 대하여 정확하게 배치된 상태로 유지된다.
본 발명의 상기 및 다른 특징들은 하기의 실시예와 관련하여 설명한 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1a 및 1b에 도시된 광학 소자는 발광면(2)을 갖는 제 1 요소(1)와 광입사면(4)을 갖는 제 2 요소(3)를 포함하며, 표면들(2, 4) 사이에 요소들(1, 3)을 상호결합하는 결합층(5)이 배치되어 있다. 상기 결합층(5)은 투명한 파라핀층이다. 도시된 실시예에서, 광학 소자는 광학 상호접속부(an optical interconnect)로서, 여기서 제 1 요소(1)는 발광 다이오드(LED)이고 제 2 요소(3)는 광 파이버이며, 이들 제 1 요소 및 제 2 요소는 투명한 파라핀층에 의해 서로 결합된다. LED는 이형접합(heterojunction) LED이며, 이것은 AlxGa1-xAs/AlyGa1-yAs(x<y) 헤테로 구조체로 이루어져 있다. GaAs 기판은 n형 도핑 영역(11)과 p형 도핑 영역(12)을 포함한다. LED 내의 주입된 전하 캐리어는 재결합이 이루어지는 좁은 영역(13) 내에 싸여 있다. 재결합 영역 주위의 재료는 보다 큰 밴드갭을 갖기 때문에, 내부 광학 흡수가 적다. 0.85㎛의 파장을 갖는 광이 발광면(2)에 의해 방출된다. n형 도핑 영역(11) 내의 에칭된 개구(14)는 파이버의 광입사면(4)이 발광면(2)에 가깝게 정렬되도록 한다. 파이버의 코어의 직경은 발광면(2)의 수평부보다 약간 더 크다.파이버의 코어의 직경은 통상적으로 80㎛이다.
도 1a에서, 파라핀은 모세관 공간(7)을 채운다. 도시된 실시예에서, 모세관 공간(7)은 제 1 요소(1), 즉, LED의 발광면(2)과 제 2 요소(3), 즉, 파이버의 광입사면(4) 사이에 위치한다. 파라핀은 요소들(1, 3)을 고정시킨다.
투명한 파라핀층은 50℃ 이하의 온도에서 고체이다. 도시된 실시예에서, LED의 정상적인 동작 온도는 통상적으로 20℃이다. 대전류로 인해, LED의 온도는 국부적으로 약 40℃까지 증가할 수도 있다. 20 내지 40℃까지 온도가 증가하면, LED의 파워 에미션(power emission)은 약 1.6의 인자만큼 감소한다. 파워 에미션의 차는 보다 높은 온도에서 이형 접합의 보다 작은 장벽 높이에 기인할 수 있으며, 그 결과 전하 캐리어는 더 이상 재결합이 발생하는 좁은 영역(13) 내에 완전히 싸여지지 않는다. 파라핀이 국부적으로 액화하지 않도록 하기 위하여, 도시된 실시예에서, 파라핀은 50℃ 이하의 온도에서 고체 물질이다.
도 1에서, 파라핀층은 최대 200㎛의 두께를 갖는다. 도시된 실시예에서, 파이버는 발광면(2)과 파이버의 광입사면(4) 사이의 광빔의 확산이 거의 차단되는 LED로부터 약간 떨어진 거리에서 파라핀층에 의해 고정된다. 개구(14)의 벽(15)의 경사를 변화시킴으로서, 파라핀층의 두께는 정확하게 조절될 수 있다. 광빔의 형태는 그 세기가 광의 방출 방향과 방출면에 대해 직각인 방향 사이의 각 θ에 의존하는 람베르시안(Lambertian)에 가깝다. 광빔의 세기는 I(θ)=I0cosθ에 따른 각 의존성을 갖는다. 파라핀층의 두께가 200㎛인 경우, 세기는 최대 세기 I0와 거의동일하다.
도시된 실시예에서, 파라핀층 및 제 2 요소(3)는 광입사면(4)에서 거의 동일한 굴절률을 갖는다.
파라핀층이 없으면, 파이버의 광입사면(4)과 공기 사이의 계면에서 작은 부가적인 프레즈넬 반사 손실이 발생한다. 표면 방사 LED에서, 이 손실은 발광면(2)과 광입사면(4) 사이의 모세관 공간(7)을 적절한 굴절률을 갖는 재료로 채움으로써 제거될 수 있다. 그러나, LED의 발광면(2)에서의 상이한 굴절률 및 모세관 공간(7)을 채우는 재료로 인해, 5 내지 20% 범위의 큰 손실이 여전히 발생할 수 있다. 두 표면에서의 손실은, LED와 파이버 사이에 얇은 파라핀을 이용함으로써 0.15의 직경을 갖는 파이버에 있어서 최대 4%로 제한될 수 있다.
도 1a 및 1b에 도시된 실시예에서 광학 소자는 도 1c에 도시된 바와 같이, 모세관 공간(7)을 형성하도록 제 1 요소(1)와 제 2 요소(3)를 서로 맞추어 표면들(2, 4)을 결합시킴으로서 제조될 수 있다. 파이버는, 예를 들면, LED의 발광면 상에 광입사면(4)이 위치하도록 배치되는 것이 바람직하다. LED와 파이버는 예를 들면, 베이킹 시트(baking sheet)(16) 상에 배치되며, 파라핀의 융점 이상의 온도까지 가열된다. 대안적으로 가열은, 예를 들어 오븐 내에서 이루어질 수도 있다. 저장소(reservoir)(17) 내의 파라핀은 융점 이상의 온도, 통상적으로는 약 60 내지 80℃까지 가열된다. 모세관 공간(7)의 열린 측면에서, 바람직하게는 공급관(18)을 통해 액체 파라핀이 공급된다. 모세관 공간(7)은 액체 파라핀을 흡수함으로써 채워진다. 액체 파라핀은 요소들(1, 3)의 표면들(2, 4) 사이의 액체파라핀의 표면 장력으로 인해 모세관 공간(7)으로 빨려 들어간다. 파라핀이 액체 상태인 한, 시스템은 표면 에너지를 최소로 될 때까지 감소시키며, 그 결과 전체 모세관 공간(7)이 파라핀으로 채워질 때까지 액체 파라핀을 흡수하는 공정은 계속된다. 액체 파라핀의 공급이 중단되면, 베이킹 시트(16)의 온도는 파라핀의 융점 이하로 감소되어, 파라핀이 냉각되어 응고된다. 투명한 파라핀의 결합층(5)은 모세관 공간(7) 내에 형성된다.
도 1c에 도시된 방법에서, 요소들(1, 3)은 표면들(2, 4)을 결합시킴으로서 서로 맞추어진다(fitted). 도시된 실시예에서, 파이버의 광입사면(4)은 LED의 광입사면(2)에 대해 단단히 압착된다. 파이버는, 예를 들면, 홀더(holder) 또는 한 쌍의 집게에 고정되며, 개구부(14) 내의 적절한 파이버 위치를 결정하기 위해 광 현미경을 이용하여 정확하게 배치될 수 있다. 파라핀이 모세관 공간(7)으로 흡수될 때, 2000 Pa의 작은 압력만 가함으로서 파이버는 정확하게 배치된 상태로 유지될 수 있다. 이 방법을 이용하면, 파라핀층 내에 거품이 전혀 또는 거의 발생하지 않는다.
도 2 및 도 3에서, 도 1a, 1b 또는 1c의 일부분에 대응하는 부분은 동일한 참조부호로 표시된다.
도 2에 도시된 광학 소자의 제 2 실시예는 멀티칩 모듈 내의 광학 상호접속부를 나타낸다. 광학 상호접속부의 제 1 요소(1)는 GaAs 기판(22) 상의 레이저이고, 광학 상호접속부의 제 2 요소(3)는 SOI(silicon-on-insulator) 기판(21) 상의 광 수신 광전 집적 회로이다. GaAs 기판(22) 상의 레이저와 SOI 기판(21) 사이에는 모세관 공간(7)이 있는데, 이것은 투명한 파라핀의 결합층(5)으로 채워진다. 레이저로부터 발생한 광이 파라핀층을 통해 광학 파이버의 광입사면(4)으로 전달되는 효율은 광의 파장에 달려 있다. 레이저는, 예를 들면, 발광면(2)에 대해 우측으로 회전 광 방사하는 수직 공동면 방사 레이저(a vertical cavity surface emitting laser)이다. 수직 공동면 방사 레이저(1)는 통상적으로 GaAs 기판 상에 제조되며, 그 위에 금속 유기 화학 기상 증착(MOCVD)을 이용하여 n형 도핑층(23)과 P형 도핑층(24)이 성장한다. 레이저는 n형 도핑층(23) 및 P형 도핑층(24)으로 둘러싸여진 중앙 광학 공동(25)을 포함하는데, 이것은 광 도파관 역할을 한다. 통상 0.85㎛의 파장을 가지며 작은 발산을 갖는 회전 광빔은 파라핀층을 통해 광학 파이버에 결합되며, 예를 들어 도파관(26)을 통해 SiGe(C)로 이루어진 광검출기(27)로 전달된다. 칩들 사이 또는 칩에 탑재된 광학 상호접속부는 속도를 증가시키고 고주파수 데이터 통신에 중요하다.
도 3에 도시된 광학 소자의 제 2 요소(3)는 제 1 요소(1)와 함께 화상 픽업 소자(8)를 형성하는 광 수신 화상 센서이다. 화상 센서는 Si 기판(33) 내에 만들어지는 것이 바람직하다. 투명한 파라핀의 결합층(5)은 제 1 요소와 제 2 요소(3) 사이에 위치한다. 파라핀은 모세관 공간(7)을 채운다. 화상 픽업 소자(8)는 예를 들면, 방사선용 X-선 화상 검출기에서 사용된다. X-선은 신틸레이터에 의해 광 수신 화상 센서 상에 입사하는 가시광으로 변환된다.
도시된 실시예에서, 제 1 요소(1)는 파이버들(6)의 다발을 수용하는 판(10)으로, 이것은 발광면(2)으로 열려있다. 판(10)은 유리로 이루어지는 것이 바람직하다. 파라핀층은 유리판(10)을 고정한다. 광학 파이버(6) 다발을 통해 광 수신 화상 센서 상에 가시광이 입사된다. 화상 센서는 광감 픽셀(32)의 어레이를 포함한다. 파이버로부터의 광은 하나 이상의 픽셀 상에 입사된다. 광은 예를 들어, 포토다이오드 또는 CCD와 같은 고체 촬상 소자에 의해 픽셀마다 전기 신호로 변환된다. 픽셀(32)의 치수는 통상적으로 12㎛×12㎛이다. 그러한 픽셀에서, 입사각은 실리콘 기판(33) 내에 전하 캐리어들을 발생하고, 이들 전하 캐리어는 모여서 어레이 주변에서 전기적으로 강화된다. 입사광은 고효율로 전기 신호로 변환된다. 변조 전달 함수(Modulation Transfer Function)의 불완전성은 12㎛×12㎛의 보다 큰 픽셀 치수에 대해 10% 정도이다. 파라핀은 에폭시 또는 겔에 비해 비교적 부드럽기 때문에, 화상 센서에 전달되는 기계적인 응력이 작다. 엔벨로프(35) 내의 화상 센서의 최종 조립체에 있어서, 본딩 와이어(34)가 이용된다. 상기 본딩 와이어(34)는 일반적으로 파라핀으로 둘러 싸여 있다.
투명한 파라핀층은 50℃ 이하의 온도에서 고체 물질이다. 화상 센서의 동작 온도는 통상적으로 20℃이다. 화상 센서는, 특히 약 40℃의 증가된 온도에서 다크 커런트(dark current) 및 서비스 라이프에 대해 테스트된다. 따라서, 이 애플리케이션에서는 투명한 파라핀층이 50℃ 이하의 고체 물질인 것이 바람직하다.
파라핀층의 최대 두께는 200㎛이다. 이 실시예에서, 투명한 파라핀층의 두께는 특히, 유리판(10)의 표면 거칠기 및 화상 센서의 표면 거칠기에 의존한다. 도시된 실시예의 유리 기판(10)의 거칠기는 통상 35㎛이다. Si 기판(33) 내의 화상 센서는 4㎛의 토포그래피를 가지며 Si3N4및/또는 SiO2층으로 패시베이션되는 것이 바람직하다. 패시베이션층의 표면 거칠기는 화학기계적 폴리싱에 의해 수십 나노미터로 감소될 수 있다. 결국, 패시베이션층을 포함하는 화상 센서의 통상적인 거칠기는 유리판(10)의 거칠기에 비해 대수롭지 않다.
투명한 파라핀층 및 제 2 요소(3)는 광입사면(4)에서 거의 동일한 굴절률을 갖는다. 통상 1.440 내지 1.484의 파라핀층의 바람직한 굴절률로, 0.15㎛ 내지 4.5㎛ 범위의 파장을 갖는 가시광이 아주 효율적으로, 즉, 단지 4%의 광학 손실로 1.46의 굴절률을 갖는 화상 센서의 SiO2패시베이션층으로 결합된다. 파라핀층이 없으면 진공에서의 손실은 10%이다.
도 3에 도시된 실시예의 광학 소자는 모세관 공간(7)을 형성하도록 표면(2, 4)을 결합하여 제 1 요소(1) 및 제 2 요소(3)를 끼워맞추어 제조할 수 있다. 바람직하게는, 유리판(10)이 화상 센서의 광입사면(4) 상에 광학 파이버(6)의 다발을 수용하는 발광면(2)을 구비한다. 유리판(10)을 갖는 화상 센서는 바람직하게는 베이킹 시트(16) 상에 제공되어 파라핀의 융점 이상의 온도까지 가열된다. 또한 예를 들면, 가열은 오븐 또는 뜨거운 판 상에서 발생할 수 있다. 예를 들어 저장소(17)에 존재하는 파라핀은 통상 60 내지 80℃ 근방의 융점 이상의 온도로 가열된다. 모세관 공간(7)의 열려진 측면에서, 액체 파라핀은 바람직하게는 공급관(18)을 통해 공급된다. 모세관 공간(7)은 액체 파라핀을 흡수하여 채워진다. 액체 파라핀은, 요소(1, 3)의 표면(2, 4) 사이의 액체 파라핀의 표면 장력으로 인해 모세관 공간(7)으로 흡수된다. 파라핀이 액체 상태인 한, 시스템은 표면 에너지를 최소로 감소시키도록 노력하며, 따라서 전체 모세관 공간(7)이 파라핀으로 채워질 때까지 액체 파라핀을 흡수하는 공정이 계속된다. 유리판(10)을 갖는 Si 기판(33) 내의 화상 센서의 가열을 중지하면, 파라핀은 냉각되어 응고된다. 투명한 파라핀의 결합층(5)이 모세관 공간(7) 내에 형성된다.
유리판(10) 상에 2000Pa의 작은 압력만 가해도, 액체 파라핀을 흡수하는 공정동안, 유리판(10)은 유지되며 모세관 공간(7)의 부피는 거의 일정하게 유지된다. 이 방법을 적용하면, 파라핀층에 거품이 전혀 또는 거의 트랩되지 않는다.

Claims (9)

  1. 발광면(2)을 갖는 제 1 요소(2)와 광입사면(4)을 갖는 제 2 요소(3)를 포함하며, 상기 면들(2, 4) 사이에 상기 요소들(1, 3)을 상호결합하는 결합층(5)이 위치하고 있는 광학 소자에 있어서,
    상기 결합층(5)은 투명한 파라핀층인 광학 소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 파라핀은 모세관 공간(7)을 채우는 광학 소자.
  3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서,
    상기 투명한 파라핀층은 50℃ 이하의 온도에서 고체 물질인 광학 소자.
  4. 제 1 항 내지 3 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파라핀층은 최대 200㎛의 두께를 갖는 광학 소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명한 파라핀층 및 제 2 요소(3)는 광입사면(4)에서 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 광학 소자.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 요소(3)는 제 1 요소(1)와 함께 화상 픽업 소자(8)를 형성하는 광 수신 화상 센서인 광학 소자.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 요소(1)는 발광면(2)으로 열려 있는 파이버(6)의 다발을 수용하는 판(10)인 광학 소자.
  8. 발광면(2)을 갖는 제 1 요소(2)와 광입사면(4)을 갖는 제 2 요소(3)를 포함하며, 상기 면들(2, 4) 사이에 상기 요소들(1, 3)을 상호결합하는 결합층(5)이 위치하고 있는 광학 소자의 제조 방법에 있어서,
    상기 제 1 요소(1) 및 제 2 요소(3)는, 모세관 공간(7)을 형성하도록 상기면들(2, 4)을 결합시킴으로서 서로 끼워맞춰지고, 상기 모세관 공간(7)은 액체 파라핀을 흡수하여 채워지며, 상기 파라핀은 냉각되고 응고되어 상기 모세관 공간(7) 내에 투명한 파라핀의 결합층(5)을 형성하는 광학 소자 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 요소들(1, 3)의 표면(2, 4)은 서로에 대하여 압착되는 광학 소자 제조 방법.
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