[发明专利]一种微透镜与光波导功分器集成元件及其制作方法

权利要求书

1.一种微透镜与光波导功分器集成元件，其特征在于，包括：

玻璃基底；

半球型微透镜阵列，所述半球型微透镜阵列通过离子交换形成于所述玻璃基底表面；

光波导功分器，其通过飞秒激光刻写于所述玻璃基底内部形成光波导。

2.根据权利要求1所述的微透镜与光波导功分器集成元件，其特征在于，所述光波导功分器为1×4分路的光功分器。

3.根据权利要求1所述的微透镜与光波导功分器集成元件，其特征在于，所述光波导功分器从所述半球型微透镜阵列的焦点出发形成所述光波导。

4.根据权利要求1所述的微透镜与光波导功分器集成元件，其特征在于，所述玻璃基底的材料为含钠离子玻璃。

5.一种微透镜与光波导功分器集成元件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：制作玻璃基底；

步骤2：通过离子交换在所述玻璃基底表面形成半球型微透镜阵列；

步骤3：采用飞秒激光以预定的扫描速度和轨迹扫描玻璃基底，诱导所述玻璃基底内部形成光波导功分器。

6.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，步骤1中所述玻璃基底采用含钠离子玻璃材料熔制。

7.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，步骤2中所述离子交换采用铯离子与钠离子作为离子交换对，所述离子交换的交换时间为48小时，交换温度为530℃；并且所述离子交换包括镀钛膜、点状光刻和铯离子钠离子交换步骤。

8.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，步骤3中采用的飞秒激光为单脉冲能量30mJ，光中心波长800nm，脉冲宽度50fs，重复频率为10Hz的钛宝石飞秒激光，所述飞秒激光经聚焦后扫描玻璃基底，聚焦光斑小于10μm。

9.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，步骤3中利用计算机控制系统控制根据光分路路径控制所述飞秒激光的扫描速度和轨迹，所述预定的扫描速度为350-400μm/s。

10.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，在步骤3中采用透镜成像方法和平行光聚焦法确定半球型微透镜阵列的焦点区间，并控制飞秒激光从焦点出发扫描所述玻璃基底形成光波导。