一种波导结构制作方法与流程

本发明涉及激光领域，尤其涉及一种波导结构制作方法。

背景技术：

光波导制作的现有技术，包括光刻法、反应离子刻蚀以及高能离子注入等，均属于平面二维技术，需要的处理步骤很多，大都需要设计掩模，而激光直写技术则很方便，不需要掩模，且一步完成，可以很方便地刻写出三维波导。在激光刻波导技术中，紫外激光和飞秒激光均是较好的直写激光光源。紫外激光作为刻写光源主要缺陷在于玻璃对紫外光的吸收较大，进而限制了穿透距离(<1mm)，而飞秒激光则不存在这个问题。在刻蚀熔石英的光波导中，使用飞秒激光刻写，波导质量更好，插损更低，刻写区域和非刻写区域之间的折射率差别更大。目前飞秒激光直写技术已被成功应用在多种光波导、光栅和光耦合器等光学器件的制作中。

如图1所示，由于飞秒激光高斯光束聚焦在纵向会有一个分布，如果待刻写材料较厚，就会导致在材料的不同深度刻写出的效果会差别很大，束腰处折射率变化量会最大，由束腰位置向上下折射率变化量会逐渐减小，尤其在横向(即待刻写材料沿着垂直于飞秒激光光束的方向移动)刻写光波导的过程中这个问题会更加明显。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种能够解决激光光束强度纵向分布不均问题的波导结构制作方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种波导结构制作方法，所述制作方法具体包括以下步骤：

1）在超薄光学片上，使用飞秒激光刻写出光波导芯片阵列，其中超薄光学片的厚度小于100um；

2）使用飞秒激光将超薄光学片进行切割，形成多个光波导芯片。

所述制造方法还包括：步骤3）在光波导芯片的两端分别胶合两片光学条，然后对光波导芯片的两端面进行抛光。

所述超薄光学片的材料为光学玻璃、er玻璃、nd:yvo4晶体或nd:yag晶体。

本发明采用以上结构，具有以下有益效果：通过在超薄光学片上使用飞秒激光器刻写出高折射率的光波导，由于光学片超薄，可以近似认为高斯光束强度在纵向是均匀分布的，从而有效地解决现有技术中激光光束强度纵向分布不均的问题。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明；

图1为飞秒激光高斯光束的示意图；

图2为本发明实施例1的示意图；

图3为本发明实施例2的示意图；

图4为本发明实施例3的示意图；

图5为本发明步骤3）中光波导芯片两端分别胶合两片光学条的示意图。

具体实施方式

如图2-5之一所示，本发明一种波导结构制作方法，所述制作方法具体包括以下步骤：

1）在超薄光学片1上，使用飞秒激光刻写出光波导芯片阵列，其中超薄光学片1的厚度小于100um；

2）使用飞秒激光将超薄光学片1进行切割，形成多个光波导芯片2，其中光波导芯片2可以是图2所示的mz干涉片，或如图3所示的合束芯片，或如图4所示的干涉圆环芯片等等；

3）在光波导芯片2的两端分别胶合两片光学条3，然后对光波导芯片2的两端面进行抛光。

所述超薄光学片1的材料为光学玻璃、er玻璃、nd:yvo4晶体或nd:yag晶体。

本发明通过在超薄光学片1上使用飞秒激光器刻写出高折射率的光波导，由于光学片超薄，可以近似认为高斯光束强度在纵向是均匀分布的，从而有效地解决现有技术中激光光束强度纵向分布不均的问题。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种波导结构制作方法，制作方法具体包括以下步骤：1）在超薄光学片上，使用飞秒激光刻写出光波导芯片阵列，其中超薄光学片的厚度小于100um；2）使用飞秒激光将超薄光学片进行切割，形成多个光波导芯片。本发明通过在超薄光学片上使用飞秒激光器刻写出高折射率的光波导，由于光学片超薄，可以近似认为高斯光束强度在纵向是均匀分布的，从而有效地解决现有技术中激光光束强度纵向分布不均的问题。

技术研发人员：吴砺;贺坤;方向一;孙正国
受保护的技术使用者：福州高意光学有限公司
技术研发日：2017.06.23
技术公布日：2019.01.01