[发明专利]耐高温Ⅱ型光波导加工方法、系统及耐高温Ⅱ型双线波导

说明书

本申请提供了一种耐高温Ⅱ型光波导加工方法、系统及耐高温Ⅱ型双线波导，涉及波导制备技术领域。能够解决如何快速地获得耐高温的Ⅱ型双线波导的问题。所述方法包括：得到高斯光束；利用空间光调制器对高斯光束进行焦场整形，得到沿激光传播方向上呈双焦点光强分布的三维光焦场；利用经过焦场整形后的激光束对待加工样品进行多次原位扫描，得到耐高温低损耗的Ⅱ型双线波导。

技术领域

本申请涉及光波导制备技术领域，特别是涉及一种耐高温Ⅱ型光波导加工方法、系统及耐高温Ⅱ型双线波导。

背景技术

波导是集成芯片的基本单元，对于航天等极端领域经常需要器件耐高温，而研究者经常采用的玻璃和聚合物材料直写的光波导工作温度有限，因此在蓝宝石等材料中直写耐高温的高性能光波导和集成光子器件在航空航天等极端领域是非常必要的。I型波导在高温下极易擦除，难以保留，因此相关领域采用由应力诱导的Ⅱ型双线波导。

飞秒激光直写制备波导，具有高度灵活，真三维等优点，且制备的光波导传输损耗低。但传统的飞秒激光直写制作Ⅱ型波导技术，是激光分两次加工样品，在样品上分别得到两条损伤痕迹，从而获得一根完整的Ⅱ型双线波导。分两次扫描样品过程复杂，耗时较长。

由此可见，如何快速地获得耐高温低损耗的Ⅱ型双线波导是相关领域亟待解决的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种耐高温Ⅱ型光波导加工方法、系统及耐高温Ⅱ型双线波导，能够解决如何快速地制备耐高温低损耗的Ⅱ型双线波导的问题。

本申请实施例第一方面提供一种耐高温Ⅱ型光波导加工方法，所述方法包括：

得到高斯光束；

利用空间光调制器对所述高斯光束进行焦场整形，得到沿激光传播方向上呈双焦点光强分布的三维光焦场；

利用经过焦场整形后的激光束对待加工样品进行多次原位扫描，得到耐高温Ⅱ型双线波导。

可选地，所述方法还包括：

根据用户需求的波导双线间隔，确定加工波导时所需的焦场信息；

利用解析的双焦点相位公式对所述焦场信息进行计算，得到在横向平面上呈现双焦点的相位分布；其中，所述横向平面为垂直于激光传播方向的平面；

根据所述相位分布，得到双焦点相位板；

将所述双焦点相位板加载到所述空间光调制器上；

利用空间光调制器对高斯光束进行焦场整形，得到沿激光传播方向上呈双焦点光强分布的三维光焦场，包括：

利用加载有所述双焦点相位板的所述空间光调制器，对所述高斯光束进行焦场整形，得到沿激光传播方向上呈双焦点光强分布的三维光焦场；

或，利用解析的多焦点相位公式对焦场信息进行计算得到多焦点相位板，将所述多焦点相位板加载到所述空间光调制器，对所述高斯光束进行焦场整形，得到沿激光传播方向上呈现由多焦点构成的沿竖直方向倾斜的离散圆环状三维光焦场。

可选地，采用所述焦场整形后的激光束对待加工样品进行多次原位扫描加工，得到耐高温低损耗的Ⅱ型双线波导，包括：

采用双焦点光强分布符合所述相位信息的所述焦场整形后的激光束，对待加工样品进行多次原位扫描加工，得到双线间隔符合所述相位信息的所述耐高温低损耗的Ⅱ型双线波导；所述多次原位扫描加工用于对所述Ⅱ型双线波导的损伤痕迹周围的应力场进行累积增强，以使所述Ⅱ型双线波导在抵消高温退火带来的应力擦除后，对光的束缚效果达到预设要求；其中，预设要求指高温退火前后波导的传输损耗变化在20％之内。

可选地，所述方法还包括：