광섬유 테이퍼링을 위한 하드폴리머 클래딩 건식식각에 관한 연구

Abstract

본 논문에서는 건식식각과 V-groove 실리콘 기판을 사용하여 다량의 동일한 길이를 가지는 광섬유의 하드 폴리머 클래딩 (hard polymer cladding)을 선택적인 부분만 제거한 후, 테이퍼링 (tapering)을 통해 광섬유들을 일정한 각도를 갖도록 제작하였다. 본 논문의 목적은 테이퍼링된 동일한 길이를 가지는 하드 폴리머 클래딩 광섬유를 한번에 다량으로 제작하는 것이고, 제작된 광섬유들은 광유전학 분야의 신경 프로브 (neural probe)에서 어레이 형식의 도파관 (waveguide)에 사용된다. 일정한 길이로 cleaved 된 광섬유를 V-groove 실리콘 기판 위에 올린 후, 캡톤 테이프로 광섬유를 고정 및 마스킹한다. 산소와 사불화탄소를 사용하여 플라즈마 RIE 건식식각으로 하드 폴리머 클래딩을 제거한다. 캡톤 테이프로 마스킹 되지 않은 부분만 선택적으로 클래딩이 제거되었다. 클래딩이 제거되어 드러난 코어부분과 클래딩이 남아있는 경계면의 peak-to-peak 길이는 평균 22.75 µm, 표준편차 2.01 µm 를 보였다. 클래딩이 제거된 광섬유들을 불산용액과 실리콘오일을 이용한 습식식각으로 테이퍼링 공정을 실시하였다. 자체 제작된 테프론 지그를 사용하여 광섬유 끝단 각도를 평균 14.29°, 표준편차 0.04°로 갖는 광섬유를 한번에 48개 제작했다. 제작된 테이퍼링된 하드 폴리머 클래딩 광섬유로 신경 프로브의 실험을 위한 완성도와 빛의 집적도를 높이는 4×4 마이크로 렌즈 어레이를 제작하였다. 본 연구를 통해서 높은 개구수를 가지는 하드 폴리머 클래딩 광섬유를 광유전학의 신경프로브에서 도파관으로써 사용 할 수 있다. 건식식각으로 하드 폴리머 클래딩을 선택적으로 특정 부분만 제거하는 방법을 제안하였고, 이를 통해 다량의 광섬유를 동일한 길이로, 동일한 각도를 가지고 제작 할 수 있다.