在光学学科中，玻璃的使用几乎无处不在。玻璃科学的不断进步和研究中显现了多种玻璃成分和配方，涵盖了广泛的物理特性，例如透明光谱窗口、色散、线性和非线性折射率、表面耐刮擦性、脆性、化学稳定性等。针对红外波段来说，硫属化物玻璃凭借其出色的透射窗口、高折射率和非线性光学特性而被大量应用，但由于这种玻璃较差的机械性能和较低的化学和环境稳定性，生产硫属化物玻璃以及对其加工、集成和包装仍然是一个巨大的挑战。
为了解决这一问题，瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的研究人员开发了一种全新的制造工艺，该工艺可以将红外玻璃嵌入到另一种玻璃（如二氧化硅）基底中，并以此形成复杂的3D形状，其加工尺寸可以达到微米级别，甚至更小，且可以用于创建任何互连的3D形状，其相关内容已发表于Optics Express中。
对于这种新型工艺，研究人员首先使用飞秒激光（聚焦光斑约为1 μm）对石英玻璃基板改性；其次利用湿法化学刻蚀在基板内创建一个任意形状的3D空腔；然后再将微型模具放置在玻璃坩埚中，并将硫属化物玻璃放置在顶部进行渗透，在此期间为了使红外玻璃顺利的进入模具，还需施加10MPa的静压压力；最后，在保持压力的同时冷却样品，通过抛光去除多余的硫属化物后，得到熔融石英中3D硫属化物微结构的最终产品。另外，红外玻璃材料还可以替换为金属、玻璃或任何熔点低于二氧化硅基材且不与二氧化硅玻璃反应的材料。
该研究小组的负责人Bellouard表示：“我们的制造方法可以完美的保护红外玻璃，并为实现微型红外光子集成电路开辟了新途径。此外，由于熔融石英和硫属化物具有高折射率对比度，我们可以将这些材料制成红外波导，使其可以像光纤一样对光进行传输。”
他们还补充道，基于该工艺创建的一些结构可以有效地用于8 μm量子级联激光器中，未来他们将继续探索新工艺在组合不同玻璃方面的能力，并计划在光谱学和其他应用中测试复合材料器件。 （文章来源：光电汇王越）
