1.一种有聚焦能力的光波导制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:S1:加工准备:准备加工所需的非线性光学晶体,确定加工所需的重离子种类以及辐照过程相关参数大小;
S2:高能离子辐照:加速重离子使其具备高能量,使用该高能重离子轰击所述非线性光学晶体,沿深度方向在非线性光学晶体的第一深度处形成第一折射率下降峰,并得到一次加工晶体;
S3:次高能离子辐照:加速重离子使其具备次高能量,使用该次高能重离子轰击所述一次加工晶体,沿深度方向在所述一次加工晶体的第二深度处形成第二折射率下降峰;获得二次加工晶体;
S4:表面图案化加工:分割所述二次加工晶体,获得成型的光波导;
其中,所述S4:表面图案化加工具体包括以下子步骤:
S41:利用表面刻蚀设备在所述二次加工晶体的上表面蚀刻出第一光波导侧边;
S42:利用表面刻蚀设备在所述二次加工晶体的上表面蚀刻出第二光波导侧边,以所述第一光波导侧边与所述第二光波导侧边围合部分作为成型的光波导;
所述第一、二光波导侧边从所述二次加工晶体的光输入端面延伸至光输出端面;
沿所述二次加工晶体的光输入端面至其光输出端面,所述第一光波导侧边依次包括第一输入段、第一过渡段以及第一输出段,所述第二光波导侧边依次包括第二输入段、第二过渡段以及第二输出段;
沿所述二次加工晶体的光输入端面至其光输出端面,所述第一输入段与所述第二输入段之间长度相等、相互平行,所述第一过渡段与所述第二过渡段之间长度相等、间距逐渐减小,所述第一输出段与所述第二输出段之间长度相等、相互平行;
其中,所述S4中使用飞秒激光加工系统作为表面刻蚀设备分割所述二次加工晶体。
2.如权利要求1所述的有聚焦能力的光波导制备方法,其特征在于,所述S2:高能离子辐照具体包括以下子步骤:S21:将所述非线性光学晶体置于辐照靶室中;
S22:利用高能离子加速器加速重离子使其携带高能量;
S23:使用高能离子束轰击所述非线性光学晶体,沿所述非线性光学晶体的深度方向形成第一光位垒,所述第一光位垒在所述非线性光学晶体的第一深度位置处存在第一折射率下降峰;辐照结束得到所述一次加工晶体。
3.如权利要求2所述的有聚焦能力的光波导制备方法,其特征在于,所述S3:次高能离子辐照具体包括以下子步骤:S31:将所述一次加工晶体置于辐照靶室中;
S32:利用高能离子加速器加速重离子使其携带次高能量;
S33:使用次高能离子束轰击所述一次加工晶体,沿所述一次加工晶体的深度方向形成第二光位垒,所述第二光位垒在所述一次加工晶体的第二深度位置处存在第二折射率下降峰,辐照结束得到所述二次加工晶体。
4.如权利要求3所述的有聚焦能力的光波导制备方法,其特征在于,所述S2高能离子辐照与所述S3次高能离子辐照中使用的重离子种类相同。
5.如权利要求4所述的有聚焦能力的光波导制备方法,其特征在于,高能离子束携带的能量大于所述次高能离子束携带的能量。
6.如权利要求5所述的有聚焦能力的光波导制备方法,其特征在于,所述S1:加工准备具体包含以下子步骤:S11:从原石上切割出具备规则形状的料块作为原始非线性光学晶体;
S12:对所述原始非线性光学晶体的上表面、光输入端面以及光输出端面进行表面抛光,得到加工所需的所述非线性光学晶体;
S13:根据所述成型光波导的导光需求选择重离子种类;
S14:分析所述成型光波导需求的所述第一光位垒,根据所述第一折射率下降峰的第一深度大小确定高能离子束携带的能量的大小;
S15:分析所述成型光波导需求的所述第二光位垒,根据所述第一折射率下降峰的第二深度大小确定次高能离子束携带的能量的大小。
7.一种光波导,其特征在于,所述光波导采用如权利要求1-6任一项所述的有聚焦能力的光波导制备方法制备得到。
8.一种频率转换器,其特征在于,所述频率转换器包含如权利要求7所述的光波导。