基于OCDR的飛秒激光直寫光波導微結構在線監測

【摘要】：飛秒激光直寫技術具有無掩膜、真三維、高精度等優點，在透明介質光波導器件立體加工中具有很好的應用前景。然而，實際加工中需根據目標材料的特性反復探索和優化加工參數，過程繁瑣且復雜。本文提出了一種基于光相干域反射儀(OCDR)在線監測飛秒激光在已有波導中直寫加工微結構或器件的新技術，以光纖波導為例研究了激光脈沖能量、脈沖頻率及直寫速率對加工結構回波反射特性的影響，并分析了反射特性與加工工藝參數的對應關系。研究結果表明：通過OCDR反射曲線突變點能夠快速準確地確定引起材料性質改變的激光能量和脈沖頻率的閾值條件，且根據曲線變化趨勢和反射峰特點可判斷材料性質改變類型；此外，通過分布式測量激光直寫反射曲線，可獲得加工速率對加工效果的影響。該技術為飛秒激光在波導內直寫微結構或器件工藝參數的摸索提供了一種非破壞、高效、在線的解決方案。