[发明专利]一种利用芯壳玻璃浇注和飞秒激光直写技术制备磁光平面波导的方法

摘要

本发明公开一种利用芯壳玻璃浇注和飞秒激光直写技术制备平面磁光波导的方法。该方法采用熔融淬火工艺制备35%PbO‑45%Bi2O3‑20%B2O3磁光壳玻璃，利用飞秒激光直写技术在壳玻璃表面生成微通道凹槽，熔融55%PbO‑35%Bi2O3‑10%B2O3磁光芯玻璃并直接淬火浇注至提前预热260°C的壳玻璃表面，冷却至室温后290°C退火2小时，磨去壳玻璃表面多余芯玻璃即得到磁光平面波导。本发明避免了现有磁光波导繁杂的制备工艺和结构，直接在磁光壳玻璃表面生成波导凹槽，并浇注芯玻璃至波导凹槽，原位生成磁光平面波导。本发明制备方法简单，反应条件温和，能耗低，环境友好，波导磁光性能良好，技术易掌握。

主权项

1.一种利用芯壳玻璃浇注和飞秒激光直写技术制备磁光平面波导的方法，其特征在于：1）制备磁光壳玻璃：以PbO,Bi2O3及B2O3为原料按照 35%，45%和20%的摩尔比计算、称量30g搅拌均匀后放入100%Al2O3坩埚内900°C融化1小时，然后快速浇注至铜板上形成玻璃，玻璃冷却至室温后 280°C退火2小时并进行研磨抛光；2）制备微通道：设计绘制磁光波导图案导入激光系统，用40倍物镜（NA 0.6）和520μm狭缝将入射激光聚焦于样品，按图案移动脉冲宽度为100飞秒，20 mW波长为514nm的激光束，设定标记速度和跳转速度均为250mm/s，产生直径为2.7μm光斑，在X轴方向以100‑250 mm/s的速度移动样品，激光以100kHz的重复频率和0.1W‑0.5W的功率在Y方向以5微米的间距重复扫描1〜3000次，以吹气装置和超声波去离子水震荡辅助去除烧蚀玻璃碎屑，最后在280‑300℃下退火120分钟即得20‑50微米宽，20‑30微米深的微通道；3）熔融浇注芯玻璃至微通道：以PbO,Bi2O3及B2O3为原料按照 55%，35%和10%的摩尔比计算、称量15g搅拌均匀后放入100%Al2O3坩埚内900°C融化1小时，快速浇注至260°C预热的壳玻璃表面，290°C退火 2小时，冷却至室温后小心研磨除去表面芯玻璃层，生成磁光平面波导。