[发明专利]在透明电介质材料内部制备波导光栅的方法

权利要求书

1、一种在透明电介质材料内部制备波导光栅的方法，其步骤包括：

采用钛蓝宝石飞秒激光器等脉冲激光系统，通过相应的透镜将激光束聚焦到透明的电介质材料样品体内，透镜选择0.3＜NA＜1.5；

根据波导光栅的结构和尺寸需求，控制激光束焦点在透明的电介质材料样品体内移动的方向、次数和速度，让透明的电介质材料样品被激光焦点照射的地方按照所设计的结构发生相应的折射率改变，形成波导光栅。

2、如权利要求1所述的在透明电介质材料内部制备波导光栅的方法，其特征在于：根据对于器件性能的要求，如反射波长、反射率、透射率的需要采用BPM方法进行模拟计算，得到制作波导光栅的的结构和尺寸。

3、如权利要求1所述的在透明电介质材料内部制备波导光栅的方法，其特征在于：采用钛蓝宝石飞秒激光器或光纤飞秒激光器等超短脉冲激光系统，输出激光脉冲的重复频率为1Hz到100MHz可变调节，调整激光装置，形成脉冲宽度为30飞秒到500飞秒之间，脉冲能量为10nJ到2μJ之间，所选飞秒激光输出波长为200nm～1550nm。

4、如权利要求1所述的在透明电介质材料内部制备波导光栅的方法，其特征在于：将飞秒激光聚焦到要制备波导光栅的样品中，样品沿着激光入射方向垂直的方向移动，速度在1μm/s到1cm/s之间调节，此参数具体值由飞秒激光的重复频率以及单脉冲能量决定。

5、如权利要求1所述的在透明电介质材料内部制备波导光栅的方法，其特征在于：将飞秒激光聚焦到要制备波导光栅的样品中，样品沿着激光入射方向移动，速度在1μm/s到1cm/s之间调节，此参数具体值由飞秒激光的重复频率决定。

6、如权利要求1、2、3、4或5所述的在透明电介质材料内部制备波导光栅的方法，其特征在于：控制激光束焦点在透明的电介质材料样品体内移动，在样品中先制备波导，在折射率改变未饱和之前，不改变光路再进行激光束焦点沿着波导方向移动，实现在波导中制备光栅。

7、如权利要求1、2、3、4或5所述的在透明电介质材料内部制备波导光栅的方法，其特征在于：打开快门输出激光束，同时通过控制装置让移动平台按照一定的轨迹移动，使激光束焦点在样品体内移动，其中，快门响应速度小于100ms。

8、如权利要求1所述的在透明电介质材料内部制备波导光栅的方法，其特征在于：利用整形和滤波装置处理激光束，其中整形包括在聚焦透镜前加宽度为50μm到500μm的狭缝，或者利用柱面镜组合改变光强分布，滤波步骤为针孔滤波，再用倒置望远镜进行空间扩束，以得到较好的空间基模，针孔直径由计算聚焦透镜的焦点大小决定。

9、如权利要求1所述的在透明电介质材料内部制备波导光栅的方法，其特征在于：将激光束聚焦到移动平台上某一点，样品放置在移动平台上，通过移动平台，控制样品与聚焦在体内的激光焦点相对移动。

10、如权利要求1所述的在透明电介质材料内部制备波导光栅的方法，其特征在于：将激光束聚焦到平台上某一点，样品固定，利用转镜系统，控制激光焦点在样品体内移动。