Der Kernherstellungsprozess von optischen Splittern umfasst im Wesentlichen fünf Hauptschritte: Waferverarbeitung, Ätzen und Abscheiden des optischen Pfads, Chipschneiden und -test, Zusammenbau des Faserarrays sowie Endverpackung und Alterungstest.
Waferverarbeitung
Dies ist der Ausgangspunkt aller Prozesse. Typischerweise wird ein dünner Film mit spezifischen optischen Eigenschaften (z. B. Siliziumdioxid) auf einem sauberen Glassubstrat (z. B. Quarzglas) mithilfe von Prozessen wie chemischer Gasphasenabscheidung gezüchtet, wodurch die rudimentäre Struktur eines „planaren optischen Wellenleiters“ entsteht. Dieses Substrat dient als „Leinwand“ für die anschließende Herstellung optischer Schaltkreise.
Ätzen und Abscheiden optischer Pfade
Dies ist der zentrale Schritt bei der Definition der Teilungsfunktion des optischen Splitters.
Zunächst wird das entworfene optische Teilungsschaltkreismuster (z. B. 1x2, 1x4 usw.) mithilfe fotolithografischer Prozesse wie Beschichten, Belichten und Entwickeln präzise auf die Fotolackschicht des Wafers übertragen.
Anschließend wird das dünne Filmmaterial in den ungeschützten Bereichen mithilfe von Trocken- oder Nassätztechniken weggeätzt, wodurch optische Wellenleiterkanäle in Mikrometergröße auf dem Wafer entstehen.
Zum Schutz dieser präzisen optischen Wellenleiterschaltungen wird abschließend eine Mantelschicht aufgebracht.
Spanschneiden und Prüfen
Der gesamte Wafer mit den fertigen optischen Schaltkreisen wird per Laser-in einzelne optische Splitterchips geschnitten. Bevor es in die nächste Phase geht, wird jeder Chip einer strengen optischen Vorprüfung unterzogen, um zu überprüfen, ob wichtige Parameter wie Teilungsverhältnis und Einfügungsdämpfung den Standards entsprechen, und so qualifizierte Produkte auszusortieren.
Zusammenbau und Kopplung von Faserarrays
Dieser Prozess ist für das „Einführen“ und „Extrahieren“ optischer Signale aus dem Chip verantwortlich. Eine Eingangsfaser und mehrere Ausgangsfasern müssen präzise ausgerichtet und an beiden Enden der Wellenleiterkanäle auf dem Chip befestigt werden; Dieser Schritt wird als Faserarray-Montage bezeichnet. Anschließend erfolgt eine äußerst präzise Ausrichtung der optischen Kopplung, um die höchste Lichtübertragungseffizienz zwischen den Fasern und den Wellenleitern auf dem Chip sicherzustellen. Dies ist ein entscheidender Schritt bei der Bestimmung der Qualität des Endprodukts und wird normalerweise automatisch von hochpräzisen Geräten durchgeführt.
Verpackungs- und Alterungstests
Die zusammengebauten Chips werden zum Schutz in eine Metall- oder Kunststoffverpackung gelegt und können mit Klebstoff versiegelt werden, um ihre langfristige Umweltzuverlässigkeit zu gewährleisten. Vor dem Versand müssen die fertigen Produkte einer umfassenden Endprüfung unterzogen werden, einschließlich Hochtemperaturalterung und vollständiger Parameterprüfung. Nur Produkte, die alle Parameter erfüllen, werden verpackt und versendet.
