超低膨胀微晶玻璃中飞秒激光直写波导探索

摘要

采用飞秒激光直写显微加工方法,基于优化的激光参数,在超低膨胀微晶玻璃中制备了插入损耗为4.94 dB的单线型波导。利用拉曼散射光谱仪、X射线衍射仪和分光光度计对激光辐照前后微晶玻璃的结构及透过率进行了表征,利用扫描电镜和能谱仪表征了样品的截面形貌及元素分布,基于2%(质量分数)HF稀溶液腐蚀试验,对样品的抗化学腐蚀能力进行了表征,利用X射线光电子能谱仪对样品中锆离子和钛离子的价态进行了表征。结果表明,微晶玻璃经激光辐照后抗化学腐蚀性能下降,透过光谱中出现了微小但不可忽略的吸收带。结合X射线光电子能谱分析,证实这些现象是由微晶玻璃中Zr ^(4+)或Ti ^(4+)受激光辐照还原为具有更高化学活性的低价亚稳Zr ^(3+)或Ti ^(3+)造成的。