CN110035981A - 用于在玻璃基板中形成离子交换波导的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了在玻璃基板中形成离子交换波导的方法。在一个实施方式中，一种在离子交换的玻璃基板中形成波导的方法，所述离子交换的玻璃基板具有从所述离子交换的玻璃基板的表面延伸到层深度的离子交换层，所述方法包括在所述离子交换的玻璃基板的所述表面处局部加热至少一个带以在所述至少一个带内扩散所述离子交换层中的离子。在所述至少一个带内的离子的浓度小于在所述至少一个带外的离子的浓度，且至少一个波导界定于所述离子交换层内，邻近所述至少一个带。在一些实施方式中，所述至少一个波导嵌入于所述离子交换的玻璃基板内，使得所述至少一个波导的上表面在所述玻璃基板的所述表面下方达深度d。

Description

用于在玻璃基板中形成离子交换波导的方法

本申请依据35 U.S.C.§120主张2016年8月26日提交的美国申请第15/248,026号的优先权，所述申请的内容被信赖且被以引用的方式全部并入本文中。

背景技术

本公开内容大体涉及用于光学通信的光学波导，且更确切地说，涉及用于使用局部化加热在玻璃基板中形成离子交换波导的方法。

随着微处理器性能继续增加，用于到和从处理器的资料流的电互连件变为总体系统性能的主要瓶颈。用光学互连件替换电互连件可解决这个瓶颈问题。光学互连件相比于电互连件提供更高带宽长度、更高密度和潜在成本与功率节省。

光学波导是可提供光学组件(例如，激光源与光检测器)之间的光学互连件的组件。玻璃基板中的离子交换波导是一种类型的光学波导。沿着窄路径包括例如银离子的离子增大玻璃沿着所述路径的折射率。在界定波导的窄路径内导引光信号。通过将图案化的掩模层涂覆到玻璃基板的表面来形成离子交换波导。在此工艺中，在离子交换工艺前，存在在玻璃基板的表面上制备具有所要的图案的掩模所需要的多个复杂且成本高的步骤。因此，形成离子交换波导的工艺耗时且成本高，并且因此对于大规模生产不合需要。

因此，需要制造离子交换波导的替代方法。

发明内容

本公开内容的实施方式是针对在不需要使用图案掩模的玻璃基板内制造离子交换波导的方法。通常，玻璃基板经受离子交换工艺以形成具有比在离子交换层外的玻璃基板的区域高的折射率的离子交换层。然后在离子交换层内邻近离子交换波导的所要的位置形成离子浓度沟槽。离子浓度沟槽是通过在带内的局部化加热来形成。例如，局部化加热可通过激光束的施加来提供。局部化加热使离子(例如，银离子)从离子交换层在玻璃基板内更深地扩散，这降低了离子浓度沟槽中的折射率。因此，在离子浓度沟槽之间形成离子交换波导。

在这点上，在一个实施方式中，一种在离子交换的玻璃基板中形成波导的方法，所述离子交换的玻璃基板具有从所述离子交换的玻璃基板的表面延伸到层深度的离子交换层，所述方法包括在所述离子交换的玻璃基板的所述表面处局部加热至少一个带以在所述至少一个带内扩散所述离子交换层中的离子。在所述至少一个带内的离子的浓度小于在所述至少一个带外的离子的浓度，且至少一个波导界定于所述离子交换层内，邻近所述至少一个带。

在另一实施方式中，一种在玻璃基板中形成波导的方法包括将所述玻璃基板暴露于离子交换溶液以形成从所述玻璃基板的表面延伸到层深度的离子交换层。所述方法进一步包括局部加热在所述玻璃基板的表面处的至少一个带以在所述至少一个带内扩散所述离子交换层中的离子，使得在所述至少一个带内的离子的浓度小于在所述至少一个带外的离子的浓度，且至少一个波导界定于所述离子交换层内，邻近所述至少一个带。

额外特征和优势将在接下来的详细描述中阐述，且部分将对本领域的技术人员从那个描述而易于显而易见，或通过实践如本文中描述的实施方式来认识，包括接下来的详细描述、权利要求书以及附图。

应理解，前述大体描述和接下来的详细描述都只是示范性，并且并不希望提供综述或框架来理解权利要求书的本质和特性。包括附图以提供进一步理解，且所述附图被并入并构成本说明书的一部分。所述图式说明实施方式，并且与描述一起用以解释各种实施方式的原理和操作。

附图说明

图1A示意性描绘根据本文中描述和示出的一个或多个实施方式的具有离子交换层的示例离子交换的玻璃基板；

图1B示意性描绘根据本文中描述和示出的一个或多个实施方式的在图1A的离子交换层内形成离子浓度沟槽的示例局部化加热工艺；

图1C示意性描绘根据本文中描述和示出的一个或多个实施方式的由离子浓度沟槽界定的离子交换波导；

图2A示意性描绘根据本文中描述和示出的一个或多个实施方式的在离子交换工艺期间在玻璃基板中将钠离子交换成银离子；

图2B示意性描绘根据本文中描述和示出的一个或多个实施方式的在离子交换的玻璃基板的表面上的包括激光束的示例局部化加热工艺；

图3A示意性地描绘根据本文中描述和示出的一个或多个实施方式的示例第二步骤离子交换工艺，其中钠离子替换最接近化学交换的玻璃基板的表面的银离子；

图3B示意性描绘根据本文中描述和示出的一个或多个实施方式的在第二步骤离子交换工艺后且包括减小的折射率层和离子交换层的示例离子交换工艺；

图3C示意性描绘具有嵌入的离子交换波导的示例玻璃基板；

图4示意性描绘根据本文中描述和示出的一个或多个实施方式的示例均匀加热工艺；

图5A-5F图形描绘根据本文中描述和示出的一个或多个实施方式的在离子交换波导制造工艺期间在玻璃基板内的离子浓度分布；和

图6A-6F图形描绘根据本文中描述和示出的一个或多个实施方式的在图5F的离子交换波导内的导引模式。

具体实施方式

本公开内容的实施方式是针对在不需要使用复杂且昂贵的图案掩模的玻璃基板内制造离子交换波导的方法。通常，玻璃基板经受离子交换工艺以形成具有比在离子交换层外的玻璃基板的区域高的折射率的离子交换层。然后在离子交换层内邻近离子交换波导的所要的位置形成离子浓度沟槽。离子浓度沟槽是通过在带内的局部化加热来形成。例如，局部化加热可通过激光束的施加来提供。局部化加热使离子(例如，银离子)从离子交换层在玻璃基板内更深地扩散，这降低了离子浓度沟槽中的折射率。因此，在离子浓度沟槽之间形成离子交换波导。以下详细描述用于在玻璃基板内制造离子交换波导的方法的各种实施方式。

现参看图1A，示意性说明示例离子交换的玻璃基板100。取决于离子交换的玻璃基板100的最终用途，离子交换的玻璃基板100可具有任何所要的厚度。作为非限制性示例，离子交换的玻璃基板100可具有在50μm到4mm的范围中的厚度。

离子交换的玻璃基板具有从表面102延伸到层深度(DOL)的离子交换层104。离子交换层104可通过任何已知或尚待开发的离子交换工艺形成于离子交换的玻璃基板100内。如图2A中所展示，通过用例如离子交换浴的离子交换溶液中存在的第二离子交换第一离子，离子交换工艺形成离子交换层104。可利用能够离子交换的任何玻璃基板，例如，硼硅酸盐、磷酸盐、铝硅酸盐、碱铝硅酸盐玻璃。在一个非限制性示例中，离子交换的玻璃基板100为铝硅酸盐玻璃，其中用第二离子交换钠离子，第二离子例如(但不限于)银、钾、铊、铯、铷和锂。作为示例且非限制，离子交换溶液可包括AgNO₃。因此，在离子交换层104内存在比离子交换层外高的第二离子(例如，Ag+)浓度(例如，离子交换的玻璃基板100在离子交换层104的DOL下方的块体106)。

归因于例如银的第二离子的存在，折射率在离子交换层104中比在离子交换层104外的区域中高。因此，在离子交换层104内传输的光将保留于其中。

现参看图1B，通过在表面102处局部加热一个或多个带(例如，第一带105A和第二带105B)，个别窄波导形成于离子交换层104的离子交换层104内。所述带可呈任何配置，例如，直、弯曲等等。局部加热使均匀离子交换层104的离子局部扩散到离子交换的玻璃基板100的块体106内更深处，如由箭头108展示。在一个或多个带内的离子的耗尽在所述一个或多个带内形成一个或多个离子浓度沟槽，其中在所述一个或多个带内的离子的浓度低于在所述一个或多个带外的离子的浓度。因为折射率关于离子浓度主要地为线性，所以在加热达适当时间量后，形成带内的指数沟槽。局部加热应窄，使得对在加热的带外的区域中的离子存在最小影响或无影响。

局部加热的温度应使得离子扩散到离子交换的玻璃基板100内更深处，由此降低所述一个或多个带内的离子的浓度。引起离子扩散的局部加热可取决于玻璃和替换离子的组成。作为示例且非限制，局部加热可具有在300℃直到玻璃基板的软化点的范围内的温度。更高温度可为优选的，例如，在玻璃的应变点、退火点或甚至更靠近软化点处。作为非限制性示例，由纽约康宁的康宁公司制造的ComingGlass 3的应变点、退火点和软化点温度分别是574℃、628℃和900℃。

如在图1B和图2B中所展示，可通过在离子交换的玻璃基板100的表面102处施加激光束103来提供局部加热。图1B示意性说明分别在第一带105A和第二带105B处施加第一激光束103A和第二激光束103B。应理解，第一激光束103A和第二激光束103B可同时由完全不同的激光源产生，或依序由同一激光源产生。还应理解，任何数目的带(即，离子浓度沟槽)可形成于离子交换的玻璃基板100中。

可利用能够将带局部加热到能够引起离子扩散的温度的任何激光束。示例激光源包括但不限于CO₂激光、CO激光、Nd:YAG激光、Nd:玻璃激光、Yb:YAG激光、Yb:玻璃激光、Ti:蓝宝石激光和半导体激光。示例激光束性质包括但不限于在范围0.2μm到20μm中的波长，和连续波(CW)激光或脉冲式激光。例如，激光束的功率可在数十瓦到数百瓦的范围中。例如，对于脉冲式激光，脉冲宽度可为纳秒、皮秒或飞秒，且重复率可从千赫到数百兆赫。如在图1B中所展示，激光束103A、103B可为高斯激光束，其简单地使用常规光学组件产生。应理解，还可使用其它光束，例如，贝塞尔光束、因斯-高斯光束和艾里光束。进一步注意，加热功率应窄地聚焦，使得在加热后的加速的离子扩散主要地发生于玻璃厚度的方向上。离子的快速扩散是优选的。离子扩散可在几分钟内或在几秒钟内。在图5A到5F中展示的非限制性模拟示例中，局部加热温度为约800℃，且形成波导的离子扩散时间为约10到30秒。在图5A到5F中模型化的激光束具有约40μm穿透深度。

在实施方式中，激光束穿透离子交换的玻璃基板100至少DOL，以有助于到块体106内的离子扩散。激光束穿透的深度可通过在DOL处或下方定位激光束的光束腰部(即，焦点)来建立。作为示例，具有比DOL深的穿透深度(例如，DOL的四倍大)的激光束有助于局部离子更快地扩散到离子交换的玻璃基板内更深处。

可利用局部化加热的其它方法。作为一个非限制性示例，例如，细直径电线的电阻性加热元件可应用于离子交换的玻璃基板100的表面102。电流穿过电阻性加热元件的施加使电阻性加热元件发射转移到离子交换的玻璃基板100的热量，由此引起离子扩散。作为另一非限制性示例，局部化加热可通过施加微波来提供。

图1C示意性地描绘在局部加热和离子扩散后的离子交换的玻璃基板100。离子交换层104的未被加热的区域界定波导，因为如与经受局部化加热的离子浓度相比，此类区域保留了其相对高折射率。在图1C中描绘的示例中，第一波导110A安置于离子交换的基板100的第一边缘105与第一离子浓度沟槽112A之间。第二波导110B安置于第一离子浓度沟槽112A与第二离子浓度沟槽112B之间。第三波导110C安置于第二离子浓度沟槽112B与离子交换的玻璃基板100的第二边缘107之间。因为波导110A-110C具有较高折射率(由于离子的存在)，所以维持在波导110A-110C内的光。因此，离子交换的玻璃基板100的波导110A-110C可用于光学通信系统中，其中波导110A-110C光学耦合到光学组件，例如但不限于，光纤、激光源(例如，硅类激光)、光电二极管等等。

如上文所陈述，本文中描述的实施方式不需要使用掩模来制造离子交换波导。这可减少制造离子交换波导的总成本，以及提供制造更精密波导的能力。

图1C中描绘的波导110A-110C从离子交换的玻璃基板100的表面102延伸到DOL。在一些应用中，可能需要利用嵌入于离子交换的玻璃基板100内的波导，且因此不需要接触表面。图3A-3C示意性说明在离子交换的玻璃基板100的表面102下方制造嵌入的波导的示例方法。

参看图3A，在使离子交换的玻璃基板100经受如在图2A中描绘的离子交换溶液后，对离子交换的玻璃基板100执行反向离子交换工艺。并不如在图2A中描绘的第一离子交换工艺中在玻璃基板内用第二离子替换第一离子，第二步骤离子交换工艺在离子交换的玻璃基板100的表面102附近用第一离子替换第二离子。如在图3A的非限制性示例中所展示，可用钠离子替换银离子。作为非限制性示例，第二步骤离子交换溶液可包括NaNO₃。因为用钠离子替换银离子，所以第二步骤离子交换工艺减小在离子交换的玻璃基板100的表面102附近的折射率。

参看图3B，第二步骤离子交换工艺的时间和温度应使得形成减小的折射率层101，其从离子交换的玻璃基板100'的表面102延伸到所要的深度d，且变薄的离子交换层104'保持在减小的折射率层101下方。作为非限制性示例，所要的深度d可为约3μm、5μm或甚至大于10μm。作为另外非限制性示例，所要的深度d可为来自第一步骤离子交换工艺的离子交换层104的深度的1/10、1/4或1/2。作为非限制性示例，第二步骤离子交换工艺的持续时间可小于5分钟、小于1分钟、小于30秒或小于10秒。温度可在从300℃直到玻璃基板的软化点的范围中。作为非限制性示例，CorningGlass 3软化点温度为约900℃。

可通过以上描述且在图1B的示例工艺中示意性描绘的局部化加热工艺使嵌入的波导形成于离子交换的玻璃基板100'内。例如，激光束可在离子交换的玻璃基板的表面处的窄带中形成离子浓度沟槽。

图3C示意性地描绘形成于离子交换的玻璃基板100'内深度d处的嵌入的波导110A'-110C'。因此，嵌入的波导110A'-110C'的上表面不在表面102处，而是在所要的深度d处。在第一离子浓度沟槽112A'和第二离子浓度沟槽112B'的局部化加热和形成后，减小的折射率层101的部分101A'-101C'保留着。减小的折射率层101的部分101A'-101C'位于表面102与嵌入的波导110A'-110C'之间。

也可以使用其它方法形成嵌入的波导110A'-110C'。不执行以上描述和在图3B中描绘的两步骤离子交换工艺，在一些实施方式中，如在图2A中所展示，执行单步骤离子交换工艺。应用局部化加热以形成离子浓度沟槽和波导(例如，离子浓度沟槽112A、112B和波导110A-110C，如在图1C中所展示)。为了形成嵌入的波导(诸如，在图3C中描绘的嵌入的波导110A'-110C')，接着在波导110A-110C处将局部化加热应用于离子交换的玻璃基板100的表面102，以使最接近表面102的离子扩散到离子交换的玻璃基板100内更深处。这局部化加热形成位于表面102与嵌入的波导110A'-110C'之间的减小的折射率部分101A-101C。

局部化加热的温度和时间应足够引起离子扩散，但不够消除波导或显著降低用于波导的所要的区内的离子浓度。例如，在波导110A-110C处的局部化加热可通过激光束提供。例如，形成嵌入的波导的非限制性激光束性质包括在0.2μm到20μm的范围中的波导、CW或脉冲式激光，和在数十瓦到数百瓦的范围中的功率。例如，对于脉冲式激光，脉冲宽度可为纳秒、皮秒或飞秒，且重复率可从千赫到数百兆赫。

现参看图4，可通过均匀地加热离子交换的玻璃基板100(通过施加热能114)来将离子交换的玻璃基板100的离子浓度分布修改到所要的分布。例如，在离子交换工艺后，在离子交换的玻璃基板的表面102处，离子浓度可最高。为了提供离子交换层104和所得的波导中的均匀离子浓度，可将均匀加热应用于离子交换的玻璃基板100。均匀加热工艺可提供在波导内的对称光学功率分布，以用于更好地匹配耦合的光学组件，例如，光纤的圆端。

可在局部化加热以形成波导前或在形成波导后应用均匀加热。还可在嵌入的波导形成之后应用均匀加热，如上所述。可执行均匀加热以达成针对波导的折射率的所要的分布。时间和温度可取决于玻璃组成以及折射率的所要的分布。对于用玻璃基板中存在的钠离子进行的银离子交换，非限制性均匀加热参数包括在相对较低温度下的数小时(例如，在约300℃下的约5小时)到在较高温度下的数分钟(例如，在约500℃到约600℃下的约2分钟)。

根据本文中描述的实施方式，在离子交换的玻璃基板内的离子浓度分布经操纵以形成光学波导。图5A-5F图形说明根据以上描述的两步骤离子交换工艺的在嵌入的波导形成的各种阶段在玻璃基板的厚度内的离子浓度。在图5A-5F的图像中，垂直轴是玻璃厚度，而水平轴是玻璃宽度。标度是正交化的离子浓度，其中在玻璃的表面处的离子浓度是1。注意，离子浓度标度改变到图5B-5F中的0.4以更好地展示离子浓度改变。

在图5A-5F中模拟的玻璃基板为ComingGlass 3。然而，应注意，本公开内容的实施方式适用于任何含钠玻璃，例如，含钠硼硅酸盐、磷酸盐、铝硅酸盐和碱铝硅酸盐玻璃。图5A描绘在包括AgNO₃浴的模拟的第一步骤离子交换工艺以将钠离子交换成银离子(见图1A)后的离子浓度分布。最高银离子浓度位于玻璃的表面附近。

图5B描绘在模拟的第二步骤离子交换工艺以在离子交换的玻璃基板的表面处形成减小的折射率层(见图3B)后的银离子浓度分布。在第二步骤离子交换工艺中模拟NaNO₃浴以在最接近离子交换的玻璃基板的表面处交换银离子或钠离子。图5C-5F展示响应于两个局部化加热源(例如，可按具有约四倍于层的初始离子交换层深度的穿透深度的两个高斯分布激光束的形式达成)的离子浓度分布随时间的演变。在模拟的数学模型中使用的局部化的高斯分布加热型式具有在玻璃中约30μm到约40μm的穿透深度，和在玻璃基板中约10μm的宽度。图5F描绘完成的离子交换波导。

在图5F中达成的离子浓度分布用以估计针对在波导内传播的光学信号的用于传播模式计算的折射率分布。图6A-6F描绘图5F的波导中的导引模式。对于说明的情况，支持两个导引模式群组，包括LP01和LP11模式。注意，随着时间更短和温度更低，可通过离子交换工艺，使波导芯大小更小。可通过调整邻近沟槽之间的距离使波导芯的宽度更小或更大。

现在应理解，本文中描述的实施方式是针对使用不需要使用掩模的局部化加热工艺形成离子交换波导的方法。离子交换波导可处于玻璃基板的表面处或嵌入于玻璃基板内。可按局部和均匀加热工艺来操纵玻璃基板的离子浓度分布以形成具有所要的折射率的波导。如本文中描述的具有离子交换波导的玻璃基板可并入到光学通信应用内，例如，可操作以光学耦合例如但不限于光纤和有源光学组件(例如，激光源和光电检测器装置)的组件的光学耦合装置。

本领域的技术人员将显而易见，可在不脱离本公开内容的精神或范围的情况下进行各种修改和变化。由于并有本公开内容的精神和实质的公开的实施方式的修改、组合、子组合和变化可为本领域的技术人员想到，因此本公开内容应被解释为包括在所附权利要求书和其等效内容的范围内的一切事物。

Claims (25)

1.一种在离子交换的玻璃基板中形成波导的方法，所述离子交换的玻璃基板包括从所述离子交换的玻璃基板的表面延伸到层深度的离子交换层，所述方法包括在所述离子交换的玻璃基板的所述表面处局部加热至少一个带以在所述至少一个带内扩散所述离子交换层中的离子，其中：

在所述至少一个带内的离子的浓度小于在所述至少一个带外的离子的浓度；和

至少一个波导界定于所述离子交换层内，邻近所述至少一个带。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述离子交换的玻璃基板的折射率在所述波导内比在所述至少一个带内高。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中：

所述至少一个带包括第一带和第二带；和

所述至少一个波导安置于所述第一带与所述第二带之间。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中所述波导从所述离子交换的玻璃基板的所述表面延伸。

5.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中所述波导的上表面安置于距所述离子交换的玻璃基板的所述表面的深度d处。

6.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中在所述离子交换的玻璃基板的所述表面处的离子浓度小于在所述离子交换的玻璃基板内的深度d处的离子浓度。

7.根据权利要求1到6中任一项所述的方法，进一步包括在所述至少一个波导处局部加热所述离子交换的玻璃基板的所述表面，使得离子扩散发生于所述离子交换的玻璃基板的所述表面处，在所述离子交换的玻璃基板的所述表面处的离子浓度小于在所述离子交换的玻璃基板内的深度d处的离子浓度，且所述波导的上表面安置于距所述离子交换的玻璃基板的表面的深度d处。

8.根据权利要求1到6中任一项所述的方法，其中局部加热所述至少一个带包括沿着所述至少一个带相对于所述离子交换的玻璃基板的所述表面平移激光束。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述激光束为高斯激光束。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述激光穿透所述离子交换的玻璃基板至少达所述层深度。

11.根据权利要求8所述的方法，其中所述激光穿透所述离子交换的玻璃基板达为所述层深度至少四倍的深度。

12.一种在玻璃基板中形成波导的方法，所述方法包括：

将所述玻璃基板暴露于离子交换溶液以形成从所述玻璃基板的表面延伸到层深度的离子交换层；以及

在所述玻璃基板的表面处局部加热至少一个带以在所述至少一个带内扩散所述离子交换层中的离子，使得：

在所述至少一个带内的离子的浓度小于在所述至少一个带外的离子的浓度；和

至少一个波导界定于所述离子交换层内，邻近所述至少一个带。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述玻璃基板的折射率在所述波导内比在所述至少一个带内高。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中：

所述至少一个带包括第一带和第二带；和

所述至少一个波导安置于所述第一带与所述第二带之间。

15.根据权利要求12到14中任一项所述的方法，其中所述波导从所述玻璃基板的所述表面延伸。

16.根据权利要求12到14中任一项所述的方法，进一步包括在将所述玻璃基板暴露于所述离子交换溶液后且在局部加热所述至少一个带前：

将所述玻璃基板暴露于第二离子交换溶液，使得在所述玻璃基板的所述表面处的折射率小于在所述玻璃基板内的深度d处的折射率。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述离子交换溶液包括AgNO₃，且所述第二离子交换溶液包括NaNO₃。

18.根据权利要求12到14中任一项所述的方法，其中所述波导的上表面安置于距所述玻璃基板的表面的深度d处。

19.根据权利要求12到14中任一项所述的方法，进一步包括在所述至少一个波导处局部加热所述玻璃基板的所述表面，使得离子扩散发生于所述玻璃基板的所述表面处，在所述玻璃基板的所述表面处的离子浓度小于在所述玻璃基板内的深度d处的离子浓度，且所述波导的上表面安置于距所述玻璃基板的表面的深度d处。

20.根据权利要求12到19中任一项所述的方法，进一步包括在将所述玻璃基板暴露于所述离子交换溶液后且在局部加热所述至少一个带前：

将热量施加到所述玻璃基板的全部区。

21.根据权利要求12到20中任一项所述的方法，其中局部加热所述至少一个带包括沿着所述至少一个带相对于所述玻璃基板的所述表面平移激光束。

22.根据权利要求21所述的方法，其中所述激光束为高斯激光束。

23.根据权利要求21所述的方法，其中所述激光穿透所述玻璃基板至少达所述层深度。

24.根据权利要求23所述的方法，其中所述激光穿透所述玻璃基板达为所述层深度至少四倍的深度。

25.一种离子交换的玻璃基板，所述玻璃基板具有包括从所述离子交换的玻璃基板的表面延伸到层深度的离子交换层的至少一个光学波导，所述离子交换的玻璃基板是通过包括以下各者的工艺形成：

在所述离子交换的玻璃基板的所述表面处局部加热至少一个带以在所述至少一个带内扩散所述离子交换层中的离子，其中：

在所述至少一个带内的离子的浓度小于在所述至少一个带外的离子的浓度；和

至少一个波导界定于所述离子交换层内，邻近所述至少一个带。