[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于波導(dǎo)光柵的PDMS柔性力敏傳感器及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011560465.4
• 申請(qǐng)日: 2020-12-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112540430B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉啟發(fā);張琳;胡金高娃;趙子岳
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G02B6/13
• 分類(lèi)號(hào): G02B6/13;G02B6/136;G02B6/124;G03F7/16;G02B6/122;G01L1/24
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 韓紅莉

1.一種基于波導(dǎo)光柵的PDMS柔性力敏傳感器制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

用丙酮對(duì)硅片進(jìn)行擦洗，去除硅片上的有機(jī)物質(zhì)；

再分別用酒精和去離子水沖洗硅片，然后烘干硅片；

在硅片表面涂覆一定厚度的光刻膠；

將勻膠后的硅片置于烘盤(pán)上烘烤一段時(shí)間，硅片表面的光刻膠形成光刻膠膜；

對(duì)擁有光刻膠膜的硅片進(jìn)行掩膜光刻和顯影，將掩膜版的圖形轉(zhuǎn)移至光刻膠膜上；

進(jìn)行硅的干法刻蝕，形成PDMS光波導(dǎo)和光柵結(jié)構(gòu)：通過(guò)建立濾波波長(zhǎng)和光柵參數(shù)的關(guān)系式，以此設(shè)計(jì)光柵結(jié)構(gòu)：

，

Λ為光柵周期，λ為濾波波長(zhǎng)，N_eff為光柵區(qū)的有效折射率，m為所用的光柵的衍射級(jí)次；

根據(jù)所需光柵的刻蝕深度進(jìn)行刻蝕；

去除光刻膠膜，得到硅模板；

根據(jù)柔性需求，配比不同比例的PDMS液和固化液得到混合液，控制PDMS液和固化液配比在5:1～15:1之間，充分?jǐn)嚢杌旌弦海⒃谡婵障峦耆コ旌弦褐械目諝猓?/p>

將硅模板放在混合液表面，使硅模板的表面與混合液充分浸潤(rùn)，然后將硅模板和混合液一起加熱一段時(shí)間，使得混合液充分固化；

將硅模板揭下，得到PDMS光波導(dǎo)和光柵結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于波導(dǎo)光柵的PDMS柔性力敏傳感器制備方法，其特征在于，用丙酮對(duì)硅片進(jìn)行反復(fù)擦洗，去除硅片上的有機(jī)物質(zhì)，再用酒精和去離子水沖洗硅片，將硅片置于180℃進(jìn)行徹底烘干。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于波導(dǎo)光柵的PDMS柔性力敏傳感器制備方法，其特征在于，將光刻膠的厚度在550-650nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于波導(dǎo)光柵的PDMS柔性力敏傳感器制備方法，其特征在于，將勻膠后的硅片置于100℃的烘盤(pán)上烘烤4min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于波導(dǎo)光柵的PDMS柔性力敏傳感器制備方法，其特征在于，將硅模板放在混合液表面，使硅模板的表面與混合液充分浸潤(rùn)，然后將硅模板和混合液一起放在60-70℃下烘1h，使得混合液充分固化。

6.一種基于波導(dǎo)光柵的PDMS柔性力敏傳感器，其特征在于，所述PDMS柔性力敏傳感器根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的PDMS柔性力敏傳感器制備方法制得。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于波導(dǎo)光柵的PDMS柔性力敏傳感器，其特征在于，包括PDMS光波導(dǎo)和光柵，PDMS光波導(dǎo)上開(kāi)設(shè)光柵，PDMS光波導(dǎo)為脊型波導(dǎo)或矩形波導(dǎo)，光柵為在PDMS光波導(dǎo)上刻蝕一定深度的光柵，光源和探測(cè)器分別置于PDMS光波導(dǎo)的兩端。