飞秒激光直写光波导技术
光波导的理论以及制备方法介绍
光波导的理论以及制备方法介绍光波导是一种通过光信号的传导来实现信息交互的技术。
它是利用光在介质中的传播特性来实现光的传输和调控的一种器件。
光波导已经成为现代通信、光电子技术和光器件研究领域中不可或缺的一部分。
光波导的理论基础是基于光在介质中的传播原理。
当光束通过介质分界面时，会产生折射现象。
这种折射现象可以用斯涅尔定律来描述，即入射角与折射角之间的正弦比等于两种介质的折射率之比。
光波导利用不同折射率的介质之间的折射现象，将光束从一种介质中导入到具有更高折射率的介质中，并通过光束的反射、折射和散射等效应，使光能够在介质中传播和传输。
制备光波导的方法有多种，包括经典的物理刻蚀法、化学沉积法、水热法等，以及现代的微电子加工技术和激光加工技术等。
下面将介绍几种常见的制备方法：1.光刻法：光刻法是一种常见的光波导制备方法。
它利用光刻胶的光敏性，通过光学曝光和显影，将需要刻蚀的部分暴露出来，然后使用物理或化学刻蚀方法将暴露的部分去除，从而形成光波导的结构。
2.离子注入法：离子注入法是一种通过离子注入技术来改变材料的折射率分布，从而形成光波导结构的方法。
它通过在材料表面注入高能离子，改变材料的折射率，并形成光波导结构。
3.RF磁控溅射法：RF磁控溅射法是一种通过溅射技术制备光波导的方法。
它利用高频电场对目标材料进行离子化，然后通过磁场聚焦离子束，使其瞄准到底片上，从而形成光波导结构。
4.激光加工法：激光加工法是一种利用激光器对材料进行加工的方法。
它通过调节激光的功率、扫描速度和扫描路径等参数，实现对光波导结构的制备。
激光加工法不仅可以实现直写制备光波导，还可以实现二光子聚焦制备光波导。
除了上述方法外，还有其他一些新型的制备光波导的方法，例如自组装法、溶胶-凝胶法、光聚合法等。
这些方法在光波导的制备中发挥着重要的作用，并为光波导的研究和应用提供了更多的可能性。
总之，光波导是一种基于光的传导原理来实现光信号传输和调控的技术。
微纳光波导倏逝场耦合结构及其特性研究
微纳光波导倏逝场耦合结构及其特性研究一、本文概述随着纳米科技的飞速发展，微纳光波导作为一种重要的光学元件，在集成光学、光子晶体、生物传感等领域展现出了广阔的应用前景。
微纳光波导的倏逝场耦合结构是其中的一项关键技术，其研究对于提高光波导的性能、拓展其应用范围具有重要意义。
本文旨在深入探讨微纳光波导倏逝场耦合结构的基本原理、设计方法及其特性，以期为相关领域的研究和实践提供理论支持和技术指导。
本文将首先介绍微纳光波导的基本概念和原理，包括其结构特点、光传输机制等。
在此基础上，重点分析倏逝场耦合结构的工作原理，探讨其在微纳光波导中的实现方式。
随后，本文将详细阐述微纳光波导倏逝场耦合结构的设计方法，包括材料选择、结构优化等，并分析其在实际应用中的性能表现。
本文将总结微纳光波导倏逝场耦合结构的研究现状和发展趋势，展望其未来的应用前景。
通过本文的研究，期望能够为微纳光波导倏逝场耦合结构的设计和优化提供理论支撑，推动相关技术的进一步发展，为实现高效、稳定的光子集成和光通信奠定坚实基础。
二、微纳光波导的基本理论微纳光波导，作为光学领域的重要分支，其在光通信、光传感、光信号处理等方面具有广泛的应用前景。
其核心理论基于波动光学和电磁场理论，通过精确控制光波在纳米尺度上的传播行为，实现光信号的高效传输和处理。
光波导的基本原理是，当光波在介质中传播时，受到介质折射率变化的引导，使得光波能够沿着特定的路径传播。
微纳光波导的尺寸通常在微米或纳米量级，这使得其能够在非常小的空间内实现对光波的有效控制。
微纳光波导的主要特性包括其模式特性、色散特性以及耦合特性。
模式特性描述了光波在波导中的传播方式，如横电波（TE模）和横磁波（TM模）等。
色散特性则涉及到光波在波导中传播速度与波长的关系，这对于光通信系统的性能至关重要。
耦合特性则描述了光波在不同波导之间或波导与外部环境之间的能量交换过程，是实现光信号处理和传感的关键。
为了深入理解微纳光波导的传输特性，需要引入一些关键参数，如有效折射率、模场直径和传输损耗等。
使用飞秒激光刻写光纤光栅的装置及方法
使用飞秒激光刻写光纤光栅的装置及方法《使用飞秒激光刻写光纤光栅的装置及方法》1. 引言光纤光栅是一种重要的光纤传感器元件，它广泛应用于通信、传感、激光等领域。
使用飞秒激光刻写光纤光栅的装置及方法，已成为目前研究和生产中的热点之一。
2. 飞秒激光刻写光纤光栅的原理飞秒激光刻写光纤光栅的原理基于飞秒激光的特性，其极短的脉冲宽度和高光强度使其能够在光纤表面产生微小的周期性变化，从而形成光栅结构。
3. 飞秒激光刻写光纤光栅的装置设计飞秒激光刻写光纤光栅的装置主要包括飞秒激光器、聚焦光学系统、光栅控制系统等部分。
其中，飞秒激光器是核心部件，其稳定的输出和精确的脉冲控制对光栅的质量和性能至关重要。
4. 飞秒激光刻写光纤光栅的刻写方法飞秒激光刻写光纤光栅的刻写方法包括直写法、点-by-point法和光栅内写法等。
不同的方法适用于不同的光栅结构和应用场景，需要根据具体情况进行选择。
5. 飞秒激光刻写光纤光栅的应用飞秒激光刻写光纤光栅在通信和传感领域有着广泛的应用，如光纤传感器、激光频率标准等。
其优越的性能和灵活的制备方式使其成为了研究和产业界的热门话题。
6. 我的观点和理解作为研究光纤光栅多年的从业者，我认为飞秒激光刻写光纤光栅的装置及方法是一种非常有潜力的制备技术。
它不仅能够改善光栅的制备效率和质量，还能拓展光栅在各个领域的应用。
总结飞秒激光刻写光纤光栅的装置及方法是一种先进的制备技术，其在光纤光栅领域的应用前景广阔。
我希望通过本文的介绍和分析，能够帮助读者更全面、深刻地理解这一技术，并为相关领域的研究和应用提供一些参考和启发。
通过以上内容，我们详细介绍了使用飞秒激光刻写光纤光栅的装置及方法，阐述了其原理、设计、方法、应用以及个人观点和理解。
希望这篇文章能够帮助您更深入地了解这一前沿技术，为您的学习和研究带来一定的帮助。
飞秒激光刻写光纤光栅的装置及方法作为一种先进的制备技术，其在光纤光栅领域的应用前景广阔。
而在实际应用中，为了更好地实现光栅的精确刻写和优化性能，需要对其装置及方法进行进一步的研究和改进。
全息衍射光波导技术
全息衍射光波பைடு நூலகம்技术
4. 集成性：全息衍射光波导技术可以与其他光电子器件和光学元件进行集成，实现光电子 系统的高度集成和紧凑化。
全息衍射光波导技术在光通信、光计算、光传感等领域具有广泛的应用前景，可以提高光 器件和光系统的性能和功能。
全息衍射光波导技术
全息衍射光波导技术是一种利用全息衍射原理实现光波导的技术。它通过在光波导中制造 全息衍射光栅，实现光信号的传输和控制。
全息衍射光波导技术的基本原理是利用光的干涉和衍射效应。首先，通过使用激光光束或 相干光源，将光波导材料暴露在干涉场中，形成干涉图样。然后，通过光照射和光波导材料 的特性，将干涉图样转化为光波导中的全息衍射光栅。全息衍射光栅可以在光波导中产生周 期性的折射率变化，从而对光信号进行控制和调制。
全息衍射光波导技术
全息衍射光波导技术具有以下特点和优势：
1. 多功能性：全息衍射光波导可以实现多种光信号的控制和处理功能，如光调制、光分路 、光耦合等。
2. 高效性：全息衍射光波导可以实现高效的光信号传输和处理，具有较低的损耗和较高的 传输带宽。
3. 可重构性：全息衍射光波导可以通过改变光照射，重新调制全息衍射光栅，实现光信号 的可重构和动态调整。
飞秒脉冲激光双光子微纳加工技术及其应用
飞秒脉冲激光双光子微纳加工技术及其应用《飞秒脉冲激光双光子微纳加工技术及其应用》1. 引言飞秒脉冲激光双光子微纳加工技术是一种近年来备受关注的前沿技术，它具有精密、高效、无污染等优点，在材料加工、生物医学、光电子学等领域有着广泛的应用前景。
本文将从其原理、技术特点到应用领域进行深入探讨，希望能为读者带来全面、深入的了解。
2. 原理飞秒脉冲激光双光子微纳加工技术是利用超短飞秒激光脉冲，通过光子倍增效应，实现对材料的高精度加工。
其原理是通过聚焦飞秒激光在材料表面产生高能量密度的离子激发区，进而发生电子云的非线性多光子吸收，最终实现微纳级的加工。
3. 技术特点飞秒脉冲激光双光子微纳加工技术具有以下几个显著的技术特点：1) 高精度：由于采用飞秒激光，其脉冲时间极短，能够实现几纳秒甚至亚纳秒级别的加工精度；2) 无热损伤：飞秒激光能够在极短的时间内将材料加工，避免了热量传导导致的热损伤，保持了材料的原始性能；3) 无污染：在加工过程中不产生有害废料，对环境友好。
4. 应用领域飞秒脉冲激光双光子微纳加工技术在各个领域都有着广泛的应用，主要包括但不限于以下几个方面：1) 材料加工：在微电子器件、光学器件、生物医学器件等方面有着重要的应用，能实现微米级别的加工精度；2) 生物医学：该技术能够实现对生物细胞的高精度加工和成像，对生物医学领域的发展有着重要的推动作用；3) 光电子学：在激光雷达、激光通信等领域有着重要的应用前景。
5. 个人观点飞秒脉冲激光双光子微纳加工技术是一项具有巨大潜力的前沿技术，它将对材料加工、生物医学等领域产生深远的影响。
我个人认为，随着技术的不断突破和发展，飞秒脉冲激光双光子微纳加工技术将会得到更广泛的应用，为人类社会的发展带来更多的可能性。
总结飞秒脉冲激光双光子微纳加工技术作为一种新型的加工技术，具有诸多优势和应用前景。
通过本文的探讨，相信读者已经对其原理、技术特点和应用领域有了更全面、深入的了解。
无掩膜激光直写工艺流程
无掩膜激光直写工艺流程激光直写是一种高精度的加工技术，广泛应用于微电子、光电子、生物医学等领域。
无掩膜激光直写工艺是激光直写技术的一种重要分支，其特点在于不需要使用光刻胶层作为掩膜，直接利用激光束对材料进行加工。
本文将介绍无掩膜激光直写工艺的流程。
一、工艺准备1. 确定目标结构：根据需要加工的结构，设计并确定目标结构的参数和尺寸。
2. 选择适合的材料：根据目标结构的要求，选择合适的材料进行加工。
3. 调整激光参数：根据材料的特性和目标结构的要求，调整激光的功率、脉冲宽度、重复频率等参数。
二、工艺流程1. 清洗样品：将待加工的材料样品进行清洗，去除杂质和污垢，以保证加工的准确性和稳定性。
2. 调整激光焦距：根据材料的厚度和加工深度要求，调整激光的焦距，使其能够精确地聚焦在材料表面。
3. 扫描加工：利用激光束在材料表面进行扫描，实现目标结构的加工。
激光束的移动可以通过传统的机械扫描方式或者利用光学元件进行调整。
4. 控制激光参数：在加工过程中，根据需要可以通过调整激光的功率、脉冲宽度等参数，来控制加工的深度和精度。
5. 检测加工结果：加工完成后，可以利用显微镜等设备对加工结果进行检测和验证，以确保加工质量符合要求。
三、工艺优势1. 高精度：无掩膜激光直写工艺具有很高的加工精度，可以实现亚微米级甚至纳米级的结构加工。
2. 高效率：无掩膜激光直写工艺无需制作掩膜，省去了掩膜制作的步骤，从而提高了加工效率。
3. 灵活性：无掩膜激光直写工艺适用于各种材料的加工，包括金属、半导体、陶瓷等，具有很强的适应性。
4. 低成本：相比传统的光刻工艺，无掩膜激光直写工艺不需要制作和使用掩膜，从而降低了成本。
四、应用领域无掩膜激光直写工艺在微电子、光电子、生物医学等领域有着广泛的应用。
在微电子领域，可以用于制作微电子器件的导线、晶体管等结构；在光电子领域，可以用于制作光纤光栅、光波导等结构；在生物医学领域，可以用于制作微流控芯片、生物芯片等结构。
在超冷原子分子混合气中实现三原子分子的量子相干合成
在超冷原子分子混合气中实现三原子分子的量子相干合成作者：来源：《科学中国人·上半月》2022年第03期中国科学技术大学潘建伟、赵博等与中国科学院化学所白春礼小组合作，在超冷原子双原子分子混合气中首次实现三原子分子的相干合成。
相关成果发表于《自然》（Nature）。
量子计算和量子模拟具有强大的并行计算和模拟能力，不仅能够解决经典计算机无法处理的计算难题，还能有效揭示复杂物理系统的规律，从而为新能源开发、新材料设计等提供指导。
量子计算研究的终极目标是构建通用型量子计算机，但实现这一目标需要制备大规模的量子纠缠并进行容错计算。
在相关研究中，在钾原子和钠钾基态分子的费什巴赫共振附近利用射频场将原子和双原子分子相干地合成了超冷三原子分子，为基于超冷原子分子的量子模拟和超冷量子化学的研究提供了基础。
轨道Rashba-Edelstein磁电阻效应北京大学物理学院凝聚态物理与材料物理研究所、人工微结构和介观物理国家重点实验室杨金波教授课题组与德国美因茨大学马蒂亚斯·克鲁伊（Mathias.Kl.ui）教授和于利希研究中心Y.莫克魯索夫（Y.Mokrousov）教授课题组合作，在自旋电子学研究领域取得重要进展。
相关成果发表于《物理评论快报》（PhysicalReviewLetters）。
CuOx/Py体系在yz平面内的磁电阻效应被认为是轨道Rashba-Edelstein磁电阻效应，通过改变Py的厚度，CuOx/Py体系中的磁电阻效应相对于Pt/Py体系呈现出更加缓慢的衰减趋势;利用自旋模型对数据进行拟合分析，结果表明CuOx/Py体系中具有较长的有效自旋散射长度，说明自旋流不是引起磁电阻的主要因素，进一步证明了体系中轨道Rashba-Edelstein效应的存在。
利用拓扑揭开铁基超导电子配对迷雾中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心凝聚态理论与材料计算实验室胡江平研究员和方辰研究员与合作者开展研究，提出可以利用拓扑性质来确凿地甄别铁基超导体的不同s波配对对称性。
飞秒脉冲激光双光子微纳加工技术及其应用
飞秒脉冲激光双光子微纳加工技术及其应用飞秒脉冲激光双光子微纳加工技术，可以说是近年来在微纳加工领域备受关注的一项前沿技术。
它利用飞秒脉冲激光器产生的极短脉冲（飞秒级别）以及双光子吸收效应，实现对材料的高精度加工，具有极大的应用潜力和研究价值。
一、飞秒脉冲激光双光子微纳加工技术的原理及特点：1.飞秒脉冲激光的特点飞秒脉冲激光，顾名思义，就是脉冲宽度在飞秒量级的激光。
由于其脉冲宽度极短，因此在时间上可以看做是一种瞬态加热。
这样的特点使得其在材料加工中可以减少热影响区，实现高精度加工，避免了传统激光加工中的热损伤和机械应力。
2.双光子吸收效应双光子吸收效应是指当两个低能量光子同时作用于原子或分子时，其总能量足以使原子或分子从基态跃迁至激发态。
这种效应在飞秒脉冲激光加工中起到了至关重要的作用，因为它可以实现对绝大多数材料的高效加工，同时避免了传统激光加工中常见的光学非线性效应和热扩散效应。
3.微纳加工的实现飞秒脉冲激光双光子微纳加工技术通过控制激光脉冲参数以及材料的光学性质，可以实现对微纳米结构的精确加工。
这包括了微孔加工、微凸点加工、微纳米结构的拓扑形貌调控等，为微纳电子学、集成光电子学、微纳光学等领域的发展提供了新的可能性。
二、飞秒脉冲激光双光子微纳加工技术在各领域的应用：1.微纳电子学在微纳电子学领域，飞秒脉冲激光双光子微纳加工技术可以实现对电子器件的微纳米加工，包括微通道、微电极、微结构的制备，为电子器件的制备提供了新的技术手段。
2.生物医学领域在生物医学领域，飞秒脉冲激光双光子微纳加工技术可以用于细胞外基质的微纳米结构加工，包括细胞外基质模拟体的制备、生物传感器的制备等，为生物医学研究和临床诊断提供了新的途径。
3.光学通信在光学通信领域，飞秒脉冲激光双光子微纳加工技术可以用于光波导器件的微纳米加工，包括光波导的界面平整化、光波导的微孔加工等，为光学通信器件的制备提供了新的技术支持。
三、个人观点及总结回顾：飞秒脉冲激光双光子微纳加工技术的出现，不仅为微纳加工领域带来了新的技术突破，也为微纳器件的制备和应用提供了新的可能性。
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飞秒激光直写光波导技术
“飞秒激光技术”一诞生就被用于研究光与物质的相互作
用，迄今为止，发现了众多基于飞秒激光与物质非线性相互
作用的新现象，其形式之多样，内容之丰富，使人目不暇接；
其现象之神奇，结构之精细，令人瞠目结舌。飞秒激光相关
的研究论文每年从刚开始的两位数到最近连续突破1000篇，
所观察到的现象大大拓展了人类对于光与物质相互作用的
认识。技术-前世20世纪末日本虽然由于泡沫经济陷入了经
济停滞甚至衰退的恶性循环，但是在科学技术领域还是有很
多创造性的举措，这为他们进入21世纪后取得诺贝尔奖级
的研究成果起到了重要作用，其中包括当时日本科技厅现在
日本文部科学省科学技术振兴机构推进实施的ERATO项目
（创造科学推进事业）。ERATO项目是得到美国国家基金会
等高度评价的一种举措。每年日本政府在日本乃至全世界选
择4-5位年富力强的日本或日本籍在外的科学家，由他们担
任项目的首席科学家，给予20亿日元的研究经费。然后在
全世界范围内招募人才，一个项目一般会由三个相互支撑的
研究小组构成，每个小组4-5位研究员，开展围绕某个特定
专题的开拓性研究，一般5年后解散。从现在来看，ERATO
项目譬如铁基超导发明人东京工业大学细野秀雄教授领导
的透明电子项目等诞生了使水泥变成超导体等极具创新性
的重要研究成果。飞秒激光直写光波导技术可以说是萌芽于
大阪大学增原宏教授领导的ERATO极微化学项目，而在京
都大学平尾一之教授领导的ERATO诱导结构项目得到了开
拓性发展的一项成果。增原宏教授领导的团队主要开展利用
光进行局域的化学反应控制的研究。1994年在该项目任课
题组长的三泽弘明博士（现任北海道大学教授）偶然在实验
中发现将皮秒激光通过显微物镜聚焦到载玻片内部，在玻璃
内部焦点处形成一个微纳尺度的亮点（折射率变化），他考
虑可以通过这个现象实现玻璃中的永久性的三维超密度光
存储。他和日本中央玻璃公司合作申请了专利，并在1995
年日本化学学会期刊上发表了纯日语写的利用这个现象进
行三维光存储的的论文。利用飞秒激光进行光存储方面，哈
佛大学Mazur教授的研究比较著名，但是这方面的工作应该
是在三泽博士的工作之后，并且晚于更重要的京都大学平尾
一之教授领导的飞秒激光直写光波导的工作。1994年9月
成立的平尾诱导构造项目目标是通过外场调控具有热力学
亚稳态特性的玻璃的微结构以实现新功能、复合功能和高性
能。当时，美国的相干公司和光谱物理公司已经能提供性能
比较稳定的钛宝石飞秒激光器系统，但价格昂贵，当时一套
飞秒激光价值一亿日元。由于飞秒激光器具有超快超强的特
点，作为一种在实验室能够实现的极端的物理条件，飞秒激
光被引入项目作为一种微纳结构操控的工具。我于1995年
4月作为研究员加入平尾诱导结构项目，刚开始选择了比较
偏门的光激励和长余辉发光材料研究，后来为飞秒激光诱导
的神奇现象所吸引，加入到飞秒激光诱导材料微纳结构及其
动力学的研究。飞秒激光直写光波导技术可以说是平尾诱导
构造项目最有代表性的工作。平尾项目中当时来自日本中央
玻璃的三浦清贵研究员曾在增原项目担任合作研究员，他非
常了解三泽博士的工作，他关注飞秒激光在玻璃内部诱导的
结构。当时他在项目讨论会上创造性地提出了是否可用这个
现象实现三维集成光路，但几乎没有人认为他的想法能够实
现。因为当时一般接受的理论是飞秒激光聚焦照射到透明材
料内部时，通过多光子吸收产生大量自由电子形成等离子体，
等离子体膨胀导致局域的高温高压，最终通过微爆炸形成空
洞或折射率小于周边的结构，也就是说中心的折射率一般小
于边缘的折射率。而光波导结构需要中心的折射率大于边缘
的折射率，这样才能使得光陷在诱导结构中通过全反射进行
传播。三浦先生（当时还不是博士）和来自美国伦斯勒工科
大学的Davis博士一道将飞秒激光用物镜聚焦到固定在三维
平移台上的抛光好的石英玻璃样品，改变激光功率等照射条
件，手动移动焦点位置在石英玻璃中写入线条，然后委托日
本东丽公司研究中心用椭偏仪测试其诱导结构截面的折射
率分布，惊奇地发现了在某些条件下直写的直线的中间折射
率升高了（图1）。图1 飞秒激光直写石英玻璃中光波导的
折射率分布(A) 10次扫描3GeO2·97SiO2玻璃的折射率分布
(B)单次次扫描3GeO2·97SiO2玻璃的折射率分布 (C)单次
扫描SiO2玻璃的折射率分布随后，Davis博士以“Writing
waveguides in glass with a femtosecond laser”为题撰写了
论文，迄今为止该论文被SCI引用1797次，是以
“femtosecond laser”为标题迄今为止的发表的SCI收录的
12181论文中引用最高的。很多场合，不拘泥于传统的理论，
敢想敢干是取得创造性成果的关键。众所周知，一般的光波
导制备采用CVD或离子交换法。CVD制备工序繁复，设备
庞大而昂贵而且组成受到限制。而离子交换法需要玻璃中的
碱金属离子与熔盐中的Ag离子等进行交换来实现折射率调
控，受到组成的极大限制。为了进一步探讨利用飞秒激光直
写光波导方法的普适性，我们进行了进一步的研究，发现这
种方法对包括氧化物玻璃、氟化物玻璃甚至硫系玻璃都适用
（图2）。图2 飞秒激光在各种玻璃中写入的光波导通过改
变激光照射条件来改变折射率和芯径，实现了单模和多模的
光波导，并且光通信波段的损耗小于0.5 dB/cm。相关论文
被SCI引用730次。由于一系列相关的研究成果，平尾一之
教授、三浦清贵博士和我获得了2007年德国Abbe基金颁
发的国际Otto-Schott研究奖。机理-表征飞秒激光直写光波
导技术是基于飞秒激光诱导的材料内部局域的折射率变化。
研究人员通过各种现代测试技术，分析了折射率变化的原因，
提出了以下5种机理：1）光诱导结构致密化；2）不同冷却
速度造成的假想温度变化；3）色心形成 ；4）光折变 ；5）
离子重新分布。根据激光照射条件和材料类型会产生基于不
同机制协同作用的结果，但尚没有一种能完整定量描述飞秒
激光诱导折射率分布的物理模型。飞秒激光直写光波导一般
通过将激光束通过物镜聚焦到材料内部，通过计算机控制的
三维平台移动样品将线型结构雕入材料内部形成光波导。根
据激光传播方向和样品移动方向是垂直还是平行，分为横向
直写和纵向直写方式。横向直写法由于物镜球差和自聚焦效
应，一般得到的波导截面为椭圆型或条状，需要选择紧聚焦
透镜并进行光束整形和功率调控。纵向法也存在不同聚焦深
度直径产生变化等问题。也有通过软件控制同时移动XYZ
三维平台直写螺旋形波导结构的尝试，但只局限于尝试。应
用-今生飞秒激光直写光波导技术现在已用于无源波导、分束
器、耦合器、电光调制器、倍频光波导、光波导型放大器、
光波导激光器等器件的构建，近年用于光量子芯片的构建已
成为一个国际性的热点。材料也不再局限于玻璃，已拓展至
晶体、高分子以及透明陶瓷等材料。飞秒激光直写光波导技
术的目标是实现任意形状的和图案化的兼具所设计的折射
率分布和低损耗的光波导。除传统的飞秒激光功率、扫描速
度、扫描方式等条件控制外，近年开展了利用柱形棱镜、狭
缝等光束整形技术实现横截面接近圆形的光波导的探讨。另
外通过空间光调制器实现并行直写以提高直写光波导的效
率。在材料方面设计容易产生大的折射率变化的材料体系并
在飞秒激光照射时同时诱导其它结构的产生，通过基于异质
结构之间的协同效应实现新功能、复合功能和高性能。未来，
基于飞秒激光时空整形技术的低损耗光波导直写将成为必
然趋势。飞秒激光的特点决定了与其它激光和离子束等相比，
其具有更多可供选择的维度，如脉宽、偏振态、相位、时空
啁啾状态、脉冲前倾等，其决定了波导结构形态和功能的无
限可能性，已有产品如巧妙利用光在界面反射的飞秒激光直
写直角拐弯型波导列阵应用于光通信系统。随着飞秒激光价
格的进一步降低，飞秒激光应用将越来越广泛，不断会有新
的飞秒激光直写光波导关联产品投放市场。