KR960008362A - Manufacturing method of polymer GRIN waveguide - Google Patents

Abstract

본 발명는 균일한 굴절률 분포를 지니는 박막 형태의 고분자 양이온(cation) 교환수지에 이온교환 방법을 이용하여 굴절률이 도파로의 중심에서 가장 높고 중심에서 멀어질 수록 낮아지는 굴절률 분포를 지니는 GRIN(gradient index) 도파로를 제작하는 방법이다.The present invention is a GRIN (gradient index) waveguide having a refractive index distribution having the highest refractive index at the center of the waveguide and lowering away from the center by using an ion exchange method in a polymer cation exchange resin in the form of a thin film having a uniform refractive index distribution How to make it.

본 발명은 제1양이온(예; Ng⁺, Li⁺등)으로 이온 교환된 고분자 양이온 교환 수지에 제1양이온 보다 상대적으로 굴절률이 높은 제2양이온(예; K⁺, Ag⁺등)을 수용액으로 부터 전기장을 이용하여 강제적으로 일정량 주입하고 동일한 방법으로 제1양이온들을 추가로 주입하여 굴절률 분포를 고분자 박막 내부로 이동시키는 방법으로 구성된 평면 도파로의 제작방법과, 제1양이온(예; Na⁺, Li⁺등)으로 이온 교환된 고분자 양이온 교환수지에 소정 패턴의 고분지 마스크의 열린 부분을 통하여 제1양이온보다 상대적으로 굴절률이 높은 제2양이온(예; K⁺, Ag⁺등)을 수용액으로 부터 전기장을 이용하여 강제적으로 일정량 주입하고, 동일한 방법으로 제1양이온들을 추가로 주입하여 굴절률 분포를 고문자 박막 내부로 이동시키는 방법으로 구성된 채널 도파로의 제작 방법으로 구성된다.In the present invention, a polymer cation exchange resin ion-exchanged with a first cation (eg, Ng ⁺ , Li ⁺ , etc.) is used as an aqueous solution of a second cation (eg, K ⁺ , Ag ^+, etc.) having a relatively higher refractive index than the first cation. A method of fabricating a planar waveguide consisting of a method of forcibly injecting a certain amount using an electric field and additionally injecting first cations in the same manner to move the refractive index into the polymer thin film, and a first cation (eg, Na ⁺ , Li). ^+, etc.) in ion-exchanged in a polymer cation-exchange resin through the open side of said basin mask having a predetermined pattern relative second cation higher refractive index than the first cation (for example; K ^+, the electric field from the Ag ^+, etc.) with an aqueous solution Of the channel waveguide configured to forcibly inject a predetermined amount by using a method and to further inject the first cations in the same manner to move the refractive index into the thin film. It consists of a small way.

Description

고분자 GRIN 도파로의 제조방빕Manufacturing of Polymer GRIN Waveguides

본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음Since this is an open matter, no full text was included.

제1도는 각종 도파로의 구조 및 그의 굴절률 분포를 나타내는 도면으로서, 1(A)도는 계단식 굴절률 분포를 지니는 평면 도파로와 굴절률 분포도, 1(B)도는 GRIN 평면 도파로와 굴절률 분포도, 1(C)도는 계단식 굴절률 분포를 지니는 채널 도파로와 굴절률 분포도, 1(D)도는 GRIN 채널 도파로와 굴절률 분포도이다.FIG. 1 is a diagram showing the structure of various waveguides and their refractive index distributions, in which FIG. 1 (A) is a planar waveguide and a refractive index distribution diagram having a stepped refractive index distribution, FIG. 1 (B) is a GRIN plane waveguide and a refractive index distribution diagram, and FIG. The channel waveguide with refractive index distribution and the refractive index distribution diagram, and 1 (D) are the GRIN channel waveguide and the refractive index distribution diagram.

제2(A) 내지 제2(F)도는 본 발명의 이온교환을 이용한 고분자 평면형 GRIN 도파로의 제조방법을 도시한 공정단면도.2 (A) to 2 (F) are process cross-sectional views showing a method for producing a polymer planar GRIN waveguide using ion exchange of the present invention.

제2(a) 내지 2(f)도는 2(A)-2(F)도의 각 단면도에 해당하는 굴절률 분포도.2 (a) to 2 (f) are refractive index distribution diagrams corresponding to respective cross-sectional views of 2 (A) -2 (F).

제3(A) 내지 3(G)도는 본 발명의 고분자 채널형 GRIN 도파로의 제조방법을 도시한 공정단면도.3 (A) to 3 (G) are process cross-sectional views showing a method for producing the polymer channel GRIN waveguide of the present invention.

제3(a) 내지 3(g)도는 3(A)-3(G)도의 각 단면도에 해당하는 굴절률 분포도이다.3 (a) to 3 (g) are refractive index distribution diagrams corresponding to respective cross-sectional views of 3 (A) -3 (G).

Claims (15)

금속전극이 형성된 기판 위에 소정의 양이온을 함유하고 있는 고분자 양이온 교환수지를 형성하는 단계; 상기 고분자 양이온 교환수지를 제1양이온들이 용해된 수용액으로 소정의 이온교환 온도에서 이온 교환시키는 단계; 상기 수용액을 제1양이온 보다 굴절률의 변화가 상대적으로 큰 제2양이온들이 용해된 수용액으로 교환한후, 소정의 이온교환 온도에서 이온 교환시키는 단계; 및 상기 수용액을 제1양이온들이 용해된 수용액으로 다시 교환한 후, 소정의 이온교환 온도에서 이온 교환시켜 굴절률 분포를 고분자 양이온 교환수지 내부로 이동시키는 단계들로 이루어져, 고분자 도파로의 중심부에서 굴절률이 가장 늪고 중심부에서 멀어질 수록 굴절률이 점차적으로 감소하는 분포도를 갖는 고분자 평면 GRIN 도파로의 제조방법.Forming a polymer cation exchange resin containing a predetermined cation on the substrate on which the metal electrode is formed; Ion-exchanging the polymer cation exchange resin with an aqueous solution in which first cations are dissolved at a predetermined ion exchange temperature; Exchanging the aqueous solution with an aqueous solution in which second cations in which a change in refractive index is relatively larger than that of the first cation are dissolved, and then ion exchanged at a predetermined ion exchange temperature; And exchanging the aqueous solution again with an aqueous solution in which the first cations are dissolved, and then ion-exchanging at a predetermined ion exchange temperature to move the refractive index distribution into the polymer cation exchange resin. A method for producing a polymer planar GRIN waveguide having a distribution chart in which the refractive index gradually decreases away from the center of the swamp. 제1항에 있어서, 상기 이온교환 단계들은 상기 금속전극의 극성을 음(-)으로 하고 상기 수용액들의 극성을 양(+)으로 한 전기장을 형성하여 상기 수용액들에 소정 전압을 인가하면서 수용액내의 양이온들을 강제적으로 고분자 교환수지로 주입하여 이온 교환시키는 것을 특징으로 하는 고분지 평면 GRIN 도파로의 제조방법.The method of claim 1, wherein the ion exchange steps form an electric field in which the polarity of the metal electrode is negative (-) and the polarities of the aqueous solutions are positive (+), thereby applying a predetermined voltage to the aqueous solutions, and cations in the aqueous solution. Method for producing a high-branched flat GRIN waveguide characterized in that the ion exchange by forcibly injected into the polymer exchange resin. 제1항에 있어서, 상기 고분자 양이온 교환수지를 제1양이온들이 용해된 수용액으로 이온 교환시키는 단계는 고분자 교환수지내의 양이온들과 이온 교환될 제1양이온들에 의해 고분자 박막 내부 전체의 굴절률 분포가 균일하도록 충분히 이온 교환시키는 것을 특징으로 하는 고분자 평면 GRIN 도파로의 제조방법.The method of claim 1, wherein the ion exchange of the polymer cation exchange resin with an aqueous solution in which the first cations are dissolved comprises uniform refractive index distribution throughout the polymer thin film by the first cations to be ion exchanged with the cations in the polymer exchange resin. A method for producing a polymer planar GRIN waveguide, characterized in that sufficient ion exchange is carried out. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 제1양이온이 Na⁺및 Li⁺가운데 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 고분자 평면 GRIN 도파로의 제조방법.The method of manufacturing a polymer flat GRIN waveguide according to claim 1 or 3, wherein the first cation is made of one of Na ⁺ and Li ⁺ . 제1항에 있어서, 상기 제2양이온은 K⁺및 Ag⁺가운데 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 고분자평면 GRIN 도파로의 제조방법.The method of claim 1, wherein the second cation is made of any one of K ⁺ and Ag ⁺ . 제1항에 있어서, 상기 고분자 양이온 교환수지에 함유된 소정의 양이온이 H⁺인 것을 특징으로 하는 고분자 평면 GRIN 도파로의 제조방법.The method of manufacturing a polymer flat GRIN waveguide according to claim 1, wherein the predetermined cation contained in the polymer cation exchange resin is H ⁺ . 제1항에 있어서, 상기 소정의 이온교환 온도들이 약 100℃이하인 것을 특징으로 하는 고분자 평면 GRIN 도파로의 제조방법.The method of claim 1, wherein the predetermined ion exchange temperatures are about 100 ° C. or less. 금속전극이 형성된 기판 위에 소정의 양이온을 함유하고 있는 고분자 양이온 교환수지를 형성하는 단계; 상기 고분자 양이온 교환수지를 제1양이온들이 용해된 수용액으로, 소정의 이온교환 온도에서 이온 교환시키는 단계; 상기 제1양이온들로 이온 교환된 고분자 박막 위에 소정 패턴의 마스크를 형성하는 단계; 상기 제1양이온보다 굴절률이 상대적으로 큰 제2양이온들이 용해된 수용액으로 상기 마스크의 열려진 부분을 통하여 소정의 이온교환 온도에서 제1양이온들을 부분적으로 제2양이온으로 교환시키는 단계; 및 상기 수용액을 제1양이온들이 용해된 수용액으로 교환한후, 소정의 이온교환 온도에서 이온 교환시켜 굴절률 분포를 고분자 박막 내부로 이동시키는 단계들로 이루어져, 고분자 도파로의 중심부에서 굴절률이 가장 높고 중심부에서 멀어질수록 굴절률이 점차적으로 감소하는 분포도를 갖는 고분자채널 GRIN 도파로의 제조방법.Forming a polymer cation exchange resin containing a predetermined cation on the substrate on which the metal electrode is formed; Ion-exchanging the polymer cation exchange resin with an aqueous solution in which first cations are dissolved at a predetermined ion exchange temperature; Forming a mask having a predetermined pattern on the polymer thin film ion-exchanged with the first cations; Partially exchanging the first cations with a second cation at a predetermined ion exchange temperature through an open portion of the mask in an aqueous solution in which second cations having a refractive index larger than the first cation are dissolved; And exchanging the aqueous solution with an aqueous solution in which the first cations are dissolved, followed by ion exchange at a predetermined ion exchange temperature to move the refractive index distribution into the polymer thin film, with the highest refractive index at the center of the polymer waveguide and at the center. A method for producing a polymer channel GRIN waveguide having a distribution chart in which the refractive index gradually decreases with distance. 제8항에 있어서, 상기 이온 교환 단계들은 상기 금속전극의 극성을 음(-)으로 하고 상기 수용액들의 극성을 양(+)으로 한 전기장을 형성하여 상기 수용액들에 소정 전압을 인가하면서 수용액내의 양이온들을 강제적으로 고분자 교환수지로 주입하여 이온 교환시키는 것을 특징으로 하는 고분자 채널 GRIN 도파로의 제조방법.The method of claim 8, wherein the ion exchange steps form a positive field in which the polarity of the metal electrode is negative and the aqueous solution is positive. Method of producing a polymer channel GRIN waveguide characterized in that the ion exchange by forcibly injected into the polymer exchange resin. 제8항에 있어서, 상기 고분자 양이온 교환수지를 제1양이온들이 용해된 수용액으로 이온 교환시키는 단계는 고분자 교환수지내의 양이온들과 이온 교환될 제1양이온들에 의해 고분자 박막 내부전체의 굴절률 분포가 균일하도록 충분히 이온 교환시기는 것을 특징으로 하는 고분자 채널 GRIN 도파로의 제조방법.The method of claim 8, wherein the ion exchange of the polymer cation exchange resin with an aqueous solution in which the first cations are dissolved comprises uniform refractive index distribution of the entire inside of the polymer thin film by the first cations to be ion exchanged with the cations in the polymer exchange resin. A method for producing a polymer channel GRIN waveguide, characterized in that the ion exchange time is sufficient. 제8항에 있어서, 상기 제1양이온이 Na⁺및 Li⁺가운데 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 고분자 채널 GRlN 도파로의 제조방법.The method of claim 8, wherein the first cation is made of any one of Na ⁺ and Li ⁺ . 제8항에 있어서, 상기 제2양이온은 K⁺및 Ag⁺가운데 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 고분자 채널 GRIN 도파로의 제조방법.The method of claim 8, wherein the second cation is formed of any one of K ⁺ and Ag ⁺ . 제8항에 있어서, 상기 고분자 양이온 교환수지에 함유된 소정의 양이온이 H⁺인 것을 특징으로 하는 고분자 채널 GRIN 도파로의 제조방법.The method of claim 8, wherein the predetermined cation contained in the polymer cation exchange resin is H ⁺ . 제8항에 있어서, 상기 소정의 이온교환 온도들이 약 100℃ 이하인 것을 특징으로 하는 고분자 채널 GRIN 도파로의 제조방법.The method of claim 8, wherein the predetermined ion exchange temperatures are about 100 ° C. or less. 제8항에 있어서, 상기 소정 패턴의 마스크가 고분자 감광제로 이루어진 것을 특징으로 하는 고분자 채널 GRIN 도파로의 제조방법.The method of claim 8, wherein the mask having the predetermined pattern is made of a polymer photosensitive agent. ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.※ Note: The disclosure is based on the initial application.