Quy trỡnh chế tạo chip chia cụng suất quang được phõn làm ba giai đoạn như mụ tả trờn hỡnh 3.8 bao gồm:
Giai đoạn I: trải màng theo phương phỏp nhỳng kộo (Dip-Coating) trờn đế Silica bằng hệ thiết bị được mụ tả trờn hỡnh 2.8 (chương 2).
Giai đoạn II: tạo cấu trỳc chip chia cụng suất quang bằng cỏch chiếu chựm tia tử ngoại song song (UV) qua mặt nạ (MASK).
Giai đoạn III: ủ chip chia cụng suất quang trong lũ nung nhiệt Venticell 111 được mụ tả trong hỡnh 2.9 (chương 2) nhằm ổn định cấu trỳc chip.
Trong giai đoạn I: Trải màng mỏng trờn đế Silica cú kớch thước 2.5x7.5 cm, sử dụng vật liệu lai hữu cơ - vụ cơ nano ASZ. Cỏc thụng số vật liệu nano ASZF và hệ trải màng là:
- Độ nhớt dung dịch nano ASZ bằng 25 cSt - Tốc độ nhỳng kộo mẫu: 1 mm/s
- Tiến hành trong điều kiện phũng sạch, nhiệt độ phũng 250C
Trong giai đoạn II: Tạo cấu trỳc chip chia cụng suất quang lờn màng vật liệu ASZ bằng hệ chiếu chựm tử ngoại (UV), sơ đồ hệ chiếu UV trờn hỡnh 3.9 và hỡnh 3.10 là ảnh hệ chiếu tạo cấu trỳc chip chia quang.
Hỡnh 3.8. Qui trỡnh chế tạo chip chia cụng suất quang 1x2
1. Mỏy đo cụng suất quang (model 1835-C, Newport)
2. Digital Real-time Oscilloscope TDS 340A, Tektronix
3. Giữ mẫu, cú thể quan sỏt chựm UV
4. Hệ quang điều chỉnh chựm UV 5. Đốn thuỷ ngõn 500 W phỏt UV 6. Bộ thoỏt khớ
7. Bộ đo cụng suất quang
Hỡnh 3.9. Sơ đồ hệ chiếu UV tạo cấu trỳc dẫn súng
Đế SiO2 Màng ASZ Đế SiO2 Màng ASZ Đế SiO2 Đế SiO2 Dip-Coating UV Tạo cấu trỳc chip Xử lớ nhiệt MASK I I I II I
Hỡnh 3.10. Hệ tạo cấu trỳc chip chia quang
Nguồn phỏt UV là đốn thuỷ ngõn xenon cú phổ phỏt xạ như trờn hỡnh 3.11. Phổ đốn thuỷ ngõn xenon cú cỏc đỉnh phổ cực đại 313 nm, 365 nm nằm trong vựng hấp thụ mạnh của vật liệu ASZ pha chất cảm quang DPA.
Hỡnh 3.11. Phổ quang của đốn thuỷ ngõn Xenon
Mask được đặt gần màng, cụng suất chựm UV được duy trỡ ổn định 30 mW/cm2 trong thời gian chiếu 30 phỳt.
Trong giai đoạn III: Bước tiếp theo mẫu được xử lý nhiệt nhằm ổn định và làm bền cấu trỳc dẫn súng trong lũ sấy (hỡnh 2.9), chu trỡnh ủ nhiệt được khảo sỏt và lựa chọn tối ưu trờn hỡnh 3.12.
Chu trỡnh ủ nhiệt 0 30 60 90 120 150 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Thời gian ủ N h iệ t đ ộ ( 0C )
Hỡnh 3.12. Chu trỡnh xử lớ nhiệt cho chip sau khi tạo cấu trỳc
1
2
Hỡnh 3.13. Mẫu chip chia cụng suất 1x2