[发明专利]超快激光的光芯片阵列加工系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及光芯片微纳加工技术领域，特别是涉及一种超快激光的光芯片阵列加工系统及方法。

背景技术

随着光纤通信技术的不断发展，光通信宽带建设的方向也在逐步由骨干网、城域网、局域网等向FTTH转移。而作为FTTH基本元器件诸如PLC、PLC光分路器、WDM、AWG、半导体激光器、光栅等也面临着降低功耗和减小制造成本的压力。

目前，对光芯片的加工存在着加工工序复杂、加工难度大、加工效率低等问题，传统加工方法如化学腐蚀法、机械加工法等，对操作人员的要求较高，其加工品质及其依赖于操作人员的技术熟练度。而使用诸如电子束加工则存在需要维持加工环境的真空状态，其大大地增加了生产成本。激光加工技术是目前比较理想的加工手段，但其生产效率较低的问题一直困扰着规模化工业生产的实现。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明针对多种光芯片，提供了一种超快激光的光芯片阵列加工系统及方法，采用激光阵列加工的方法可以在一次加工中获得数十个光芯片，其加工效率高、品质一致性好；其次，采用激光加工的方法，加工设备简单，对加工环境要求不高，因此大大降低了生产成本。

一种超快激光的光芯片阵列加工系统，沿光路方向包括激光光源、空间光调制器、扩束器、反射镜、微透镜阵列、六维工作平台，还包括气浮平台、中控计算机，

所述中控计算机分别与激光光源、空间光调制器、六维工作平台相连用于整个系统的控制；

所述气浮平台设置在六维工作平台下面用于承载六维工作平台；

所述激光光源，用于提供加工所需的激光；

所述空间光调制器，用于将入射的单光束反射为一定数目、空间分布的多光束，以达到分光的目的；

所述扩束器，用于对入射多束光进行光束整形，从而获得平行度高、发散角小的光束；

所述反射镜，用于改变入射多光束的方向，使得整个系统的光路布局更加紧凑；

所述微透镜阵列，用于对入射多光束进行聚焦，获得一定大小的聚焦光斑；所述六维工作平台，用于相对聚焦光斑在六个自由度方向上运动，加工出所需图案。

其中，所述六维工作平台，其表面有真空吸附孔，光芯片的基底通过真空吸附孔吸附在六维工作平台上。

其中，所述激光光源为飞秒激光或皮秒激光。

其中，所述六维工作平台的六个运动方向为沿X轴移动、沿Y轴移动、沿Z轴移动、绕X轴旋转、绕Y轴旋转、绕Z轴旋转。

一种采用上述所述的超快激光的光芯片阵列加工系统的加工方法，包括以下步骤：

步骤S1、将基底安装在六维工作平台上，完成其定位、夹紧工序；

步骤S2、启动超快激光的光芯片阵列加工系统，设置激光光源参数；

步骤S3、分光，利用中控计算机生成的多幅计算机全息图，将其叠加并加载到空间光调制器上形成多个衍射光栅的叠加；当单光束入射到空间光调制器时，将会得到一定数目、空间分布的多光束；

步骤S4、扩束整形、聚焦，经分光后的多光束经扩束器整形，得到平行度高、发散角小的多光束；整形后的多光束经反射镜入射到微透镜阵列，将多光束聚焦到所要加工的光芯片的基底表面；

步骤S5、刻写加工，被加工的光芯片的基底安装在六维工作平台上，随六维工作平台在六个方向上运动，根据事先所编写好的运动程序，每束光即可将焦点处的基底材料去除并形成图案，最终得到所需的图案阵列。

其中，还包括步骤S6、对完成加工的光芯片，进行打磨、清洗处理。

有益效果：

本发明提供了一种一种超快激光的光芯片阵列加工系统及方法，该系统沿光路方向包括激光光源、空间光调制器、扩束器、反射镜、微透镜阵列、六维工作平台，还包括气浮平台、中控计算机，所述中控计算机分别与激光光源、空间光调制器、六维工作平台相连用于整个系统的控制；所述气浮平台设置在六维工作平台下面用于承载六维工作平台。本发明采用激光阵列加工的方法可以在一次加工中获得数十个光芯片，其加工效率高、品质一致性好；其次，采用激光加工的方法，加工设备简单，对加工环境要求不高，因此大大降低了生产成本。

附图说明

图1是本发明超快激光的光芯片阵列加工系统的结构示意图；

图2是本发明实施例中5×5阵列在基底上的划分。

图中：

1-激光光源；2-空间光调制器；3-扩束器；4-反射镜；5-微透镜阵列；6-六维工作平台；7-气浮平台；8-中控计算机；9-基底；10-真空吸附孔。

具体实施方式