Brevet FR2760851A1 — publié le 19980918

ARRIERE PLAN DE L'INVENTION 1. Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif de guide d'ondes optique et, en particulier, un procédé de fa- brication d'un dispositif de guide d'ondes optique utilisant un polymère optique, qui permet d'obtenir une grande simpli- cité du processus par éclairage arrière au moyen de lumière ultraviolette (UV). 2. Description de la technologie concernée Pour fabriquer un dispositif de guide d'ondes op- tique utilisant un polymère optique, on utilise généralement un procédé AIR (Attaque chimique à Ions Réactifs), un procédé de photo-décoloration, ou un procédé à guide d'ondes induit par polarisation. Cependant, ces procédés nécessitent un équipement de pompage de vide supplémentaire, et conduisent à une augmentation du temps de traitement et de la complexité du processus, ce qui abaisse le rendement de production. RESUME DE L'INVENTION La présente invention a donc pour but de créer un ) procédé de fabrication d'un dispositif de guide d'ondes opti- que qui soit remarquablement simplifié grâce à l'utilisation d'un polymère optique durcissable aux rayons ultraviolets (UV). Un autre but de la présente invention est de créer un procédé de fabrication d'un dispositif de guide d'ondes optique qui permette de réduire le temps de traite- ment sans utiliser un équipement de pompage de vide supplé- mentaire pour la fabrication du dispositif de guide d'ondes optique. A cet effet, l'invention, crée un nouveau procédé de fabrication d'un dispositif de guide d'ondes optique. Pour la fabrication du dispositif de guide d'ondes optique, on forme une couche de revêtement inférieure sur la surface d'un substrat de verre, on forme une couche de métal sur la couche de revêtement inférieure, et l'on forme un motif métallique en attaquant sélectivement la couche de métal pour former un noyau de guide d'ondes à l'intérieur de celle-ci. Ensuite, on forme une couche de polymère optique dans le motif métalli- que, on fait durcir la couche de polymère optique dans la partie débarrassée de métal du motif métallique, en envoyant un rayonnement de lumière ultraviolette sur la surface de dessous du substrat, et l'on forme le noyau du guide d'ondes optique en retirant la partie restante de la couche de poly- mère optique, à l'exception de la partie durcie de celle-ci, ainsi que la couche de métal. Enfin, on forme une couche de revêtement supérieure sur la couche de revêtement inférieure et sur le noyau du guide d'ondes optique. Suivant d'autres caractéristiques de l'inven- tion: - le substrat est formé soit d'une lame de verre, soit d'une lame de polycarbonate, soit d'une lame de méthacrylate de polyméthyle, - la couche de polymère optique présente la transparence op- tique dans la plage de longueurs d'ondes optique utili- sées; cette couche est formée d'un matériau de polymère non linéaire ayant un indice de réfraction plus élevé que celui de la couche de revêtement supérieure et de la couche de revêtement inférieure, - la couche de polymère optique présente la transparence op- tique dans la plage de longueurs d'ondes optiques utili- sées; et cette couche est formée d'un matériau de polymère linéaire ayant un indice de réfraction plus élevé que celui de la couche de revêtement supérieure et de la couche de revêtement inférieure, - la couche de polymère optique et la couche de métal sont retirées par une solution d'attaque. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation re- présenté sur les dessins annexés dans lesquels: - les figures 1 à 9 sont des vues en coupe illus- trant les étapes successives d'un procédé de fabrication d'un dispositif de guide d'ondes optique selon un mode de réalisa- tion préférentiel de la présente invention. DESCRIPTION DETAILLEE DU MODE DE REALISATION PREFERENTIEL Un mode de réalisation préférentiel de la pré- sente invention sera décrit en détail en se référant aux des- sins annexés, mais on ne reprendra pas une description détaillée de fonctions ou de structures connues associées à l'invention, si l'on pense que cela risque d'obscurcir l'ob- jet de la présente invention. Les figures 1 à 9 sont des vues en coupe illus- trant les étapes successives d'un procédé de fabrication d'un guide d'ondes optique selon un mode de réalisation préféren- tiel de la présente invention. A la figure 1, une couche de revêtement infé- rieure 102 est formée en déposant un matériau de revêtement sur un substrat de verre transparent 100. Ici, le substrat capable de transmettre de la lumière ultraviolette 108 pour effectuer le traitement de durcissement d'une couche de polymère optique 110, est formé d'une lame de verre ou d'une lame de verre polymère fabriquée à partir de polycarbonate ou de méthacrylate de polyméthyle. La couche de revêtement infé- rieure 102 a un indice de réfraction inférieur à celui du ma- 2() tériau de polymère optique destiné à former un noyau de guide d'ondes 114, et cette couche 102 est transparente dans la plage des longueurs d'ondes utilisées. A la figure 2, une couche de métal 104 est dépo- sée sur la couche de revêtement inférieure 102, et un vernis photosensible 106 est déposé sur la couche de métal 104 par revêtement centrifuge, pour ensevelir le noyau de guide d'on- des 114. Ensuite, un motif métallique W correspondant au noyau de guide d'ondes 114 est formé comme représenté à la figure 4 en faisant tomber la lumière ultraviolette 108, à travers un masque, sur la couche de métal 104 portant le ver- nis photosensible 106 formé sur celle-ci, comme représenté à la figure 3. Ensuite, le vernis photosensible 106 est déve- loppé en immergeant celui-ci dans une solution de développe- ment puis en le faisant cuire. Ainsi, le motif métallique W est formé dans la couche de métal 104 comme représenté à la figure 5. A la figure 6, pour former le noyau de guide d'ondes 114, la couche de polymère optique 110 est formée en déposant sur la couche de métal 104, par revêtement centri- fuge, un polymère optique durcissable par la lumière ultra- violette 108. Ici, le polymère optique utilisé pour la couche de polymère optique 110 est linéaire ou non linéaire, et pré- sente un indice de réfraction plus élevé que celui de la couche de revêtement inférieure 102 et de la couche de revê- tement supérieure 116, ainsi qu'un pouvoir de transmission optique à faibles pertes dans la plage de longueurs d'ondes optiques utilisées. Ensuite, on projette le rayonnement de lumière ultraviolette 108 sur la surface de dessous du subs- trat 100 portant la couche de polymère optique 110 formée sur celui-ci. Par suite, en utilisant la couche de métal 104 comme masque, on ne fait durcir que la partie de la couche de polymère optique 110 qui se trouve dans le motif métallique W, tandis que sa partie restante sur la couche de métal 104 reste non durcie. A la figure 7, lorsque la couche de polymère oti- 2) que 110 est nettoyée par une solution d'attaque appropriée, la partie non durcie de la couche de polymère optique 110 est attaquée tandis que sa partie durcie se trouvant dans le mo- tif métallique W évite l'attaque et devient le noyau de guide d'ondes 114. Ensuite, la couche de métal 104 servant de mas- que est attaquée par une solution d'attaque appropriée, comme représenté à la figure 8. A la figure 9, on forme la couche de revêtement supérieure 116 d'un matériau de revêtement ayant un indice de réfraction inférieur à celui du noyau de guide d'ondes 114, sur la couche de revêtement inférieure 102 comportant le noyau de guide d'ondes 114 formé sur celle-ci, pour terminer ainsi le processus de fabrication du dispositif de guide d'ondes optique. Ici, une polarisation due au champ électrique d'un polymère optique non linéaire peut être appliquée en utilisant des électrodes transparentes sur le substrat 100, ces électrodes pouvant être utilisées pour la fabrication d'un dispositif se basant sur des effets électro-optiques. De plus, un dispositif de chauffage à électrode métallique ou une électrode métallique peuvent être formés sur la couche de revêtement supérieure 116 pour fabriquer un dispositif utili- sant des effets thermo-optiques ou électro-optiques.5 Comme décrit ci- dessus, dans le procédé de fabrication d'un dispositif de guide d'ondes optique selon la forme de réalisation de la présente invention, la simplicité du processus peut être obtenue en utilisant un polymère opti- que durcissable aux rayons ultraviolets pour la fabrication10 d'un dispositif de guide d'ondes optique. De plus, on peut éviter la contamination de la couche de polymère optique et d'un photomasque, cette contamination étant produite par un contact direct entre le photomasque et la couche de polymère optique, grâce à l'utilisation de l'éclairage arrière de la15 lumière ultraviolette. La formation de la couche de métal de- vant servir de masque pour la lumière ultraviolette irradiant la surface de dessous du substrat, évite le besoin d'aligner le photomasque sur le substrat, en conduisant à un effet d'auto- alignement. R E V E N D I C A T IONS 1 ) Procédé de fabrication d'un dispositif de guide d'ondes optiques, caractérisé en ce qu' il comprend les étapes consistant à: * former une couche de revêtement inférieure (102) sur la surface d'un substrat de verre (100); * former une couche de métal (104) sur la couche de revête- ment inférieure (102); 1() * former un motif métallique (W) en attaquant sélectivement la couche de métal (104), pour former un noyau de guide d'ondes dans celle-ci; * former une couche de polymère optique (110) dans le motif métallique (W); * faire durcir la couche de polymère optique (110) dans une partie débarrassée de métal du motif métallique, en proje- tant de la lumière ultraviolette (108) sur la surface de dessous du substrat (100); * former le noyau de guide d'ondes (114) en retirant la par- ) tie restante de la couche de polymère optique (110), à l'exception de la partie durcie de celle-ci, ainsi que la couche de métal (104). et * former une couche de revêtement supérieure (116) sur la couche de revêtement inférieure (102) et le noyau de guide d'ondes (114). 2 ) Procédé de fabrication d'un dispositif de guide d'ondes optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat (100) est formé soit d'une lame de verre, soit d'une lame de polycarbonate, soit d'une lame de méthacrylate de polyméthyle. 3 ) Procédé de fabrication d'un dispositif de guide d'ondes optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de polymère optique (110) présente la transparence optique dans la plage de longueurs d'ondes optique utili- sées; cette couche est formée d'un matériau de polymère non linéaire ayant un indice de réfraction plus élevé que celui de la couche de revêtement supérieure (116) et de la couche de revêtement inférieure (102). 4 ) Procédé de fabrication d'un dispositif de guide d'ondes optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de polymère optique (110) présente la transparence optique dans la plage de longueurs d'ondes optiques utili- sées; et cette couche est formée d'un matériau de polymère linéaire ayant un indice de réfraction plus élevé que celui de la couche de revêtement supérieure (116) et de la couche de revêtement inférieure (102). ) Procédé de fabrication d'un dispositif de guide d'ondes optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de polymère optique (110) et la couche de métal ) (104) sont retirées par une solution d'attaque.