CN110405354A - 一种光纤透镜的飞秒激光加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光纤透镜的飞秒激光加工方法，包括以下步骤：利用聚焦的飞秒激光在光纤上依照待制备透镜轮廓进行扫描，激光焦点辐照区域发生材料改性或者刻蚀去除；将处理后的光纤端面部分浸入氢氟酸溶液，通过对改性区域材料的选择腐蚀去除，使透镜轮廓外的光纤脱离形成光纤透镜原型；控制腐蚀时间，使获得的光纤透镜原型的表面趋向光滑，形成光纤透镜。本发明方法加工工序简单，制备光纤透镜的形貌灵活，加工中不存在热效应，可在光纤端面制备各种形貌的凸面和凹面光纤透镜，解决了现有制备方法中存在应力破坏和热烧蚀变形问题，可用于光纤传感、光纤激光器等领域等需要光纤耦合的领域。

Description

一种光纤透镜的飞秒激光加工方法

技术领域

本发明属于光纤光学和激光加工领域，涉及一种光纤透镜的加工方法，具体涉及一种基于飞秒激光微纳加工技术与化学腐蚀结合制备光纤透镜方法，特别涉及一种光纤透镜的飞秒激光加工方法。

背景技术

光纤透镜是一种将光纤端面制作成透镜结构的光学元件，主要用于光纤***中的光耦合。相比传统光耦合中常用的外置微透镜偶合法，透镜光纤有着灵活方便，易于集成封装、加工制作的众多优点。透镜光纤在光通信、光传感、光纤激光器等领域中有着广泛的应用。无论是从技术研究还是实际应用均表明，严格控制几何形状的透镜光纤制作，都对提高光耦合效率具有重要的作用。

光纤透镜的主要形式有球面、楔面、锥面以及斜面透镜，目前制作光纤透镜的方法主要利用高精度研磨机对光纤端面进行精密研磨而成，透镜表面可以达到高级几何精度。然而由于研磨中对光纤需要对光纤施加压力，容易造成光纤变形，导致制备的光纤透镜存在不确定偏差以及非对称性。此外，研磨技术主要用于制备凸面光纤透镜。另外一种适合于批量制备光纤透镜的方法是采用激光微加工的方式。目前主要利用CO₂长脉冲激光烧蚀对光纤端面进行成型加工。然而由于长脉冲或者连续激光加工光纤主要是材料对激光吸收后产生的热效应，这种激光加工中产生的热效应极易引起光纤端面的变形。

综上，亟需一种新的光纤透镜的飞秒激光加工方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光纤透镜的飞秒激光加工方法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种光纤透镜的飞秒激光加工方法，包括以下步骤：

利用聚焦的飞秒激光在光纤上依照待制备透镜轮廓进行扫描，激光焦点辐照区域发生材料改性或者刻蚀去除；

将处理后的光纤端面部分浸入氢氟酸溶液，通过对改性区域材料的选择腐蚀去除，使透镜轮廓外的光纤脱离形成光纤透镜原型；

控制腐蚀时间，使获得的光纤透镜原型的表面趋向光滑，形成光纤透镜。

本发明的进一步改进在于，利用聚焦的飞秒激光，在光纤内部或者表面进行图形化扫描，形成由飞秒激光改性区域构成的光纤透镜轮廓；

通过氢氟酸腐蚀使改性区域两侧光纤分离，形成光纤透镜的胚体；在氢氟酸中继续腐蚀，透镜胚体表面逐渐趋于光滑，最终形成高质量的光纤透镜；

其中，或者，光纤透镜的胚体利用飞秒激光由表面逐层扫描刻蚀而成。

本发明的进一步改进在于，光纤采用石英玻璃光纤。

本发明的进一步改进在于，利用聚焦的飞秒激光在光纤上依照待制备透镜轮廓进行扫描时，

利用聚焦飞秒激光在光纤内部扫描，形成由飞秒激光诱导材料结构改变或者空腔构成的透镜轮廓；

或者，将飞秒激光聚焦在光纤的表面逐层扫描刻蚀出光纤透镜胚体。

本发明的进一步改进在于，氢氟酸质量浓度在3％～10％，所用的全部腐蚀时间≥5min。

本发明的进一步改进在于，具体包括以下步骤：

1)将光纤端面切割平整，并将光纤固定于五维电动位移台上；

2)利用聚焦透镜将飞秒激光聚焦至光纤内部或者表面，通过扫描振镜控制激光扫描或者通过五维电动位移台移动光纤，在光纤端面上形成由激光改性区域构成的透镜轮廓；

3)将步骤2)处理后的光纤端放入氢氟酸溶液中进行超声腐蚀，腐蚀去除飞秒激光改性区，形成光纤透镜的胚体；

4)在氢氟酸溶液中继续腐蚀，使步骤3)获得的胚体透镜表面进一步光滑形成光纤透镜。

本发明的进一步改进在于，步骤2)中，扫描振镜或者五维电动位移台，用于控制飞秒激光在光纤上的聚焦和扫描位置，从而通过定点或者扫描加工形成光纤透镜的轮廓；

步骤2)中，所述的飞秒激光在光纤内诱导的结构为光纤材料密度改变或者微腔结构。

本发明的进一步改进在于，步骤3)中，所述飞秒激光在光纤内部扫描时，氢氟酸腐蚀后光纤以扫描轮廓部分为分界线***成两部分，其中一部分为光纤透镜胚体；飞秒激光在光纤表面扫描刻蚀时直接形成光纤透镜胚体。

本发明的进一步改进在于，所述聚焦透镜为5倍，10倍，20倍50倍及100倍聚焦透镜和F-Theta扫描透镜中的一种；

飞秒激光的重复频率为1kHz，飞秒激光的功率0.5mW～10mW，激光扫描速率为≤100μm/s。

本发明的进一步改进在于，加工获得的光纤透镜为凸透镜或者凹透镜。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的光纤透镜的飞秒激光加工方法，利用飞秒激光辐照光纤诱导激光焦点作用区域的光纤材料发生改性，通过扫描构成光纤透镜轮廓，再氢氟酸化学腐蚀的方法制作出光纤透镜胚体，并利用氢氟酸腐蚀使光纤透镜端面光滑。本发明的方法操作加工精度高，对称性好，材料去除少。本发明可以在光纤端面制备出锥面、球面、楔面及斜面透镜结构；本发明可以制作凸透镜、微透镜及其它复杂形状的透镜，能够避免研磨机加工方法中的应力损伤以及长脉冲激光热效应。

本发明中，利用飞秒激光聚焦在光纤内部进行加工，相对于聚焦在表面进行加工，诱导微结构的尺寸可以更小。飞秒激光在石英材料内部可以诱导产生密度增加和微腔等结构。经过飞秒激光辐照改性的石英玻璃相比于未改性的石英玻璃，在氢氟酸中具有更快的腐蚀速度。因此，将制作有飞秒激光改性区构成的光纤透镜轮廓样品放在氢氟酸时，飞秒激光改性区腐蚀速度较快，从而使光纤沿扫描轮廓***成为两部分，其中一部分即为凸面的光纤透镜胚体。石英玻璃在浓度5％左右的氢氟酸中腐蚀时，表面会逐渐趋于光滑，达到镜面的效果。因此光纤透镜胚体在浓度5％左右氢氟酸继续腐蚀后，形成了具有光学质量表面的光纤透镜。具体腐蚀时间与氢氟酸浓度及温度相关。

本发明中，飞秒激光微纳加工技术具有加工精度高、可对透明材料进行三维加工、对加工材料没有选择性的优点，而氢氟酸对飞秒激光改性区进行选择性腐蚀。本发明利用飞秒激光在光纤内部扫描形成光纤透镜轮廓，或者利用飞秒激光从表面逐层刻蚀形成微透镜胚体，在经过氢氟酸选择性腐蚀去除以及光滑形成光纤透镜，可以灵活地制备出各种形貌光纤透镜，切加工中无应力破坏。利用该方法可以制备出研磨法很难制备的凹面透镜结构，相对于现有的CO₂激光器制备方法无热效应影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍；显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中，采用的利用飞秒激光在光纤端面加工具有透镜轮廓的材料改性区装置结构示意图；

图2是本发明实施例中，对飞秒激光加工后的光纤利用氢氟酸腐蚀形成光纤透镜的装置结构示意图；

图3是本发明实施例中，制备光纤透镜的加工步骤示意图；其中图3(a)为待加工光纤示意图，图3(b)为利用飞秒激光在光纤扫描后形成具有透镜轮廓分布的光纤改性区结构示意图，图3(c)为经氢氟酸腐蚀去除改性区外材料但尚未形成表面光滑的光纤透镜示意图，图3(d)为经氢氟酸腐蚀去除改性区外材料并形成表面光滑的光纤透镜示意图；

图4为实施例1制备球形光纤透镜过程中的结构示意图；其中图4(a)为经飞秒激光辐照后形成改性区域的光纤结构示意图，图4(b)为经氢氟酸腐蚀后形成的光纤透镜胚体结构示意图；图4(c)为经氢氟酸进一步腐蚀后形成的具有光滑表面的光纤透镜示意图；

图5是实施例2制备的锥形光纤透镜示意图；其中图5(a)为利用飞秒激光逐层扫描在光纤端面制备的锥形光纤透镜胚体示意图，图5(b)为经过氢氟酸腐蚀后形成的具有光滑表面的锥形光纤透镜示意图；

图6是实施例3制备的光纤凹面镜结构示意图；其中图6(a)为经飞秒激光辐照后形成带有结构改性区的光纤结构示意图，图6(b)为经氢氟酸腐蚀后形成的光纤凹面镜结构示意图；

图1至图6中，1为光纤，2为聚焦透镜，3为五维电动位移台，4为飞秒激光，5为扫描振镜，6为成像CCD，7为快门，8为可变衰减器，9为光纤夹具，10为计算机，11为氢氟酸溶液，12为超声波清洗机，14为改性区域，15为胚体，16为腐蚀去除部分，17为表面光滑的光纤透镜。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术效果及技术方案更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例。基于本发明公开的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，都应属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图3，本发明实施例的一种光纤透镜的飞秒激光加工方法，利用聚焦的飞秒激光，在光纤内部或者表面进行图形化扫描，形成由飞秒激光改性区域构成的光纤透镜轮廓；进一步通过氢氟酸腐蚀使改性区域两侧光纤分离，形成光纤透镜的胚体。在氢氟酸中继续腐蚀，透镜胚体表面逐渐趋于光滑，最终形成高质量的光纤透镜。其中，光纤透镜胚体也可以利用飞秒激光由表面逐层扫描刻蚀而成。图3所展示的步骤过程可以通过图1和图2的装置实现。

本发明实施例的一种光纤透镜的飞秒激光加工方法，具体包括以下步骤：

1)利用光纤切割刀将光纤1端面切割平整，并通过光纤夹具9将光纤1固定于高精度的五维电动位移台3(也即五轴电动位移台)上；

2)利用聚焦透镜2将飞秒激光4聚焦至光纤1内部或者表面，通过扫描振镜5控制激光扫描或者五轴电动位移台移动光纤1，使聚焦飞秒激光在光纤内部扫描形成由激光改性区构成的透镜轮廓，或者利用飞秒激光逐层扫描，在光纤端面刻蚀出具有光纤透镜形状的光纤透镜胚体；在光纤端面上形成由激光改性区域14构成的透镜轮廓；改性区域14为飞秒激光诱导光纤材料改性区域；

3)将利用飞秒激光扫描加工后的光纤放入氢氟酸溶液11中进行超声腐蚀，飞秒激光改性区14由于腐蚀速率相对于未改性区更快被腐蚀去除，从而使扫描轮廓两侧部分脱离，其中一部分形成光纤透镜的胚体15(此时为表面粗糙的光纤透镜胚体)，另一部分为腐蚀去除部分16；

4)在氢氟酸中继续腐蚀使胚体透镜表面继续光滑，形成表面光滑的光纤透镜17。

进一步地，步骤1)中光纤可为石英光纤。

进一步地，步骤2)飞秒激光对光纤的扫描可以通过扫面振镜扫描激光，或者利用五轴电动位移台移动光纤、或者两者配合完成，扫描后形成由飞秒激光改性区构成的光纤透镜轮廓。

进一步地，步骤2)中利用飞秒激光在光纤内进行扫描，形成由激光改性区构成的光纤透镜轮廓，或者利用飞秒激光从光纤表面逐层扫描形成光纤透镜胚体。

进一步地，所述飞秒激光的重复频率1kHz，飞秒激光的功率0.5mW～10mW，激光扫描速率为≤100μm/s。

进一步地，选用扫描振镜进行扫描时，聚焦透镜选择为F-Theta扫描透镜。利用五轴平移台进行扫描时，聚焦透镜选择为F-Theta或者为5倍，10倍，20倍50倍和100倍显微物镜。

进一步地步骤3)中经过氢氟酸选择性腐蚀激光改性区后，光纤透镜胚体表面如果已经足够光滑(预设需求的光滑度)，不需要进行步骤4)进一步腐蚀。

综上所述，本发明利用飞秒激光辐照光纤诱导激光焦点作用区域的光纤材料发生改性，通过扫描构成光纤透镜轮廓，再氢氟酸化学腐蚀的方法制作出光纤透镜胚体，并利用氢氟酸腐蚀使光纤透镜端面光滑。该方法操作加工精度高，材料去除少。本发明可以在光纤端面制备出锥面、球面、楔面及斜面透镜结构，此外，本发明可以制作凸透镜、微透镜及其它复杂形状的透镜，避免了掩研磨机加工方法中的应力损伤以及长脉冲激光热效应。

本发明实施例中，利用飞秒激光聚焦在光纤内部进行加工，相对于聚焦在表面进行加工，诱导微结构的尺寸可以更小。飞秒激光在石英材料内部可以诱导产生密度增加和微腔等结构。经过飞秒激光辐照改性的石英玻璃相比于未改性的石英玻璃，在氢氟酸中具有更快的腐蚀速度。因此，将制作有飞秒激光改性区构成的光纤透镜轮廓样品放在氢氟酸时，飞秒激光改性区腐蚀速度较快，从而使光纤沿扫描轮廓***成为两部分，其中一部分即为凸面的光纤透镜胚体。石英玻璃在浓度5％左右的氢氟酸中腐蚀时，表面会逐渐趋于光滑，达到镜面的效果。因此光纤透镜胚体在浓度5％左右氢氟酸继续腐蚀后，形成了具有光学质量表面的光纤透镜。具体腐蚀时间与氢氟酸浓度及温度相关。

本发明实施例中，飞秒激光微纳加工技术具有加工精度高、可对透明材料进行三维加工、对加工材料没有选择性的优点，而氢氟酸对飞秒激光改性区进行选择性腐蚀。本发明利用飞秒激光在光纤内部扫描形成光纤透镜轮廓，或者利用飞秒激光从表面逐层刻蚀形成微透镜胚体，在经过氢氟酸选择性腐蚀去除以及光滑形成光纤透镜，可以灵活地制备出各种形貌光纤透镜，切加工中无应力破坏。利用该方法可以制备出研磨法很难制备的凹面透镜结构，相对于现有的CO₂激光器制备方法无热效应影响。

下面结合具体实施例并参考附图对本发明的具体结构及操作步骤进行进一步的详细说明。

本发明的工作原理：

本发明实施例中利用聚焦的飞秒激光，在光纤内部进行图形化扫描，形成由激光改性区构成的透镜轮廓，进一步对激光加工后样品在氢氟酸溶液中进行化学腐蚀，在氢氟酸选择性腐蚀下激光改性区两侧结构分离形成激光胚体，或者也可利用飞秒激光逐层扫描刻蚀出光纤透镜胚体，将光纤透镜胚体在氢氟酸中进一步的腐蚀，使光纤透镜胚体表面趋近于光滑，形成具有光滑端面的光纤透镜。

图1为实现本发明所采用的用于光纤刻写的飞秒加工装置示意图，其由聚焦透镜2、五维电控动位移台3、飞秒激光4、扫描振镜5、成像CCD6、快门7、可变衰减器8组成、光纤夹具9和计算机10组成，光纤由光纤夹具9固定在五维电动位移台3上，计算机10与五维电动位移台3以及设置在显微物镜上方的成像CCD 6连接，飞秒激光4经扫描振镜5反射后由透镜聚焦照射在光纤1上。通过扫描振镜5控制光或者五维电动位移台3带动光纤1移动，实现聚焦飞秒激光4在光纤1上的扫描加工或者定点辐照。经激光辐照后形成初步加工出的具有光纤透镜轮廓结构的光纤。

图2为经过飞秒激光扫描加工后的光纤进行氢氟酸腐蚀装置示意图。加工后的光纤浸泡在氢氟酸溶液11中，在超声波清洗机12的辅助下进行超声腐蚀。形成具有光滑表面的光纤透镜。

图3为利用飞秒激光对光纤进行扫描加工再进行氢氟酸腐蚀制作光纤透镜的流程示意图。其中图3(b)为利用飞秒激光在光纤内扫描后形成的由激光诱导改性区构成的光纤透镜轮廓，经氢氟酸超声辅助下对激光改性区选择性腐蚀去除后，***为两部分，其中一部分为光纤透镜胚体，腐蚀不充分时，光纤透镜胚体表面仍然粗糙，如图3(c)所示。经氢氟酸进一步腐蚀形成表面光滑的光纤透镜，如图3(d)所示。

利用图1和图2所示的装置，具体加工下面结合图3至图6给出本发明的几个实施例：

实施例1

本发明实施例以利用重复频率为1kHz的飞秒激光结合氢氟酸化学腐蚀制备的球形光纤透镜，具体如下：

原始材料：单模石英光纤。

锥形光纤凸透镜的制备步骤详细阐述如下：

(1)将单模石英光纤1利用切割刀切出平整的光纤端面，然后固定在五维电动位移台3上，如图1所示；

(2)飞秒激光4的重复频率为1kHz，脉冲宽度为50fs，功率设定为5mW。选择20×、数值孔径0.3的显微物镜2，使飞秒激光4通过显微物镜2聚焦在光纤1内部。通过扫描振镜5扫描控制飞秒激光4在光纤内的聚焦位置，形成由结构改性区构成的锥形轮廓，激光扫描速率为50μm/s。

(3)将利用飞秒激光扫描加工后的样品置于浓度5％的氢氟酸溶液，超声波清洗机辅助超声，腐蚀约30min中后，光纤自激光改性区域裂为两部分，其中一部分为锥形光纤凸透镜胚体。

(4)将光纤透镜胚体在氢氟酸中进一步腐蚀20min后，形成锥形光纤凸透镜结构。

图4中(a)为实施例1步骤(2)中利用飞秒激光扫描出的由激光改性去构成透镜轮廓，图4中(b)为镜氢氟酸腐蚀后***出的两部分，其中下部分为球形光纤透镜胚体，图4中(c)为经氢氟酸腐蚀光滑后最终制作的球形光纤凸透镜。

实施例2

本发明实施例以利用飞秒激光通过逐层扫描刻蚀出光纤透镜胚体再进行腐蚀，制作出光纤透镜。

原始材料：单模石英光纤。

(1)石英光纤1的固定参考实施例1的相应过程。

(2)飞秒激光4经F-theta透镜聚焦在光纤端面上，利用扫描振镜控制飞秒激光在光纤端面进行扫描加工，将光纤端面逐层去除，形成锥形光纤透镜胚体，见图5(a)，描速度为50μm/s，锥角设定为30°，激光功率10mW，重复频率1kHz。

(3)锥形光纤透镜胚体表面仍然粗糙，将锥形光纤透镜胚体置于5％的氢氟酸，腐蚀20min，形成具有光滑表面的锥形透镜，见图5(b)。

图5中(a)为实施例2制备的球形光纤透镜胚体示意图。图5中(b)为经过化学腐蚀后形成的具有光滑端面的球形光纤透镜结构示意图。

实施例3

本发明实施例以利用飞秒激光在光纤端面定点辐照后在利用氢氟酸腐蚀加工凹透镜结构，具体如下：

原始材料：单模石英光纤。

(1)石英光纤1的固定参考实施例1的相应过程。

(2)飞秒激光4经20倍显微物镜2聚焦后照射到光纤1的端面，通过控制五维电动位移台，使飞秒聚焦在待加工光纤1的端面表面，横向平面内飞秒激光聚焦在光纤纤芯的中心，通过快门7控制定点辐照10s，飞秒激光4功率设定为10mW，20倍显微物镜2的数值孔径0.3。飞秒激光定点辐照后在光纤纤芯形成凹槽。图6(a)为飞秒激光辐照光纤后在端面刻蚀出微坑的结构示意图。

(3)将经飞秒激光刻蚀微坑的光纤置于5％的氢氟酸溶液，在超声辅助下，浸泡30min中，凹槽部分逐渐被腐蚀后形成具有光滑端面的凹面光纤透镜。图6(b)为经氢氟酸腐蚀后形成凹面光纤透镜的结构示意图。

综上所述，本发明公开了一种光纤透镜的制备方法，利用聚焦的飞秒激光在光纤一段的内部扫描，形成由激光改性区构成的透镜轮廓，再利用氢氟酸腐蚀，使光纤沿着轮廓***为两部分，其中一部分为待制备光纤透镜的胚体，对胚体利用氢氟酸继续腐蚀使其表面区域光滑，最终形成具有光滑表面的光纤透镜。本发明方法加工工序简单，制备光纤透镜的形貌灵活，加工中不存在热效应，可在光纤端面制备各种形貌的凸面和凹面光纤透镜，解决了现有制备方法中存在应力破坏和热烧蚀变形问题，可用于光纤传感、光纤激光器等领域等需要光纤耦合的领域。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光纤透镜的飞秒激光加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

利用聚焦的飞秒激光在光纤上依照待制备透镜轮廓进行扫描，激光焦点辐照区域发生材料改性或者刻蚀去除；

将处理后的光纤端面部分浸入氢氟酸溶液，通过对改性区域材料的选择腐蚀去除，使透镜轮廓外的光纤脱离形成光纤透镜原型；

控制腐蚀时间，使获得的光纤透镜原型的表面趋向光滑，形成光纤透镜。

2.根据权利要求1所述的一种光纤透镜的飞秒激光加工方法，其特征在于，利用聚焦的飞秒激光，在光纤内部或者表面进行图形化扫描，形成由飞秒激光改性区域构成的光纤透镜轮廓；

通过氢氟酸腐蚀使改性区域两侧光纤分离，形成光纤透镜的胚体；在氢氟酸中继续腐蚀，透镜胚体表面逐渐趋于光滑，最终形成高质量的光纤透镜；

其中，或者，光纤透镜的胚体利用飞秒激光由表面逐层扫描刻蚀而成。

3.根据权利要求1所述的一种光纤透镜的飞秒激光加工方法，其特征在于，光纤采用石英玻璃光纤。

4.根据权利要求1所述的一种光纤透镜的飞秒激光加工方法，其特征在于，利用聚焦的飞秒激光在光纤上依照待制备透镜轮廓进行扫描时，

利用聚焦飞秒激光在光纤内部扫描，形成由飞秒激光诱导材料结构改变或者空腔构成的透镜轮廓；

或者，将飞秒激光聚焦在光纤的表面逐层扫描刻蚀出光纤透镜胚体。

5.根据权利要求1所述的一种光纤透镜的飞秒激光加工方法，其特征在于，氢氟酸质量浓度在3％～10％，所用的全部腐蚀时间≥5min。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的一种光纤透镜的飞秒激光加工方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

1)将光纤端面切割平整，并将光纤固定于五维电动位移台上；

2)利用聚焦透镜将飞秒激光聚焦至光纤内部或者表面，通过扫描振镜控制激光扫描或者通过五维电动位移台移动光纤，在光纤端面上形成由激光改性区域构成的透镜轮廓；

3)将步骤2)处理后的光纤端放入氢氟酸溶液中进行超声腐蚀，腐蚀去除飞秒激光改性区，形成光纤透镜的胚体；

4)在氢氟酸溶液中继续腐蚀，使步骤3)获得的胚体透镜表面进一步光滑形成光纤透镜。

7.根据权利要求6所述的一种光纤透镜的飞秒激光加工方法，其特征在于，步骤2)中，扫描振镜或者五维电动位移台，用于控制飞秒激光在光纤上的聚焦和扫描位置，从而通过定点或者扫描加工形成光纤透镜的轮廓；

步骤2)中，所述的飞秒激光在光纤内诱导的结构为光纤材料密度改变或者微腔结构。

8.根据权利要求6所述的一种光纤透镜的飞秒激光加工方法，其特征在于，步骤3)中，所述飞秒激光在光纤内部扫描时，氢氟酸腐蚀后光纤以扫描轮廓部分为分界线***成两部分，其中一部分为光纤透镜胚体；飞秒激光在光纤表面扫描刻蚀时直接形成光纤透镜胚体。

9.根据权利要求6所述的一种光纤透镜的飞秒激光加工方法，其特征在于，所述聚焦透镜为5倍，10倍，20倍50倍及100倍聚焦透镜和F-Theta扫描透镜中的一种；

飞秒激光的重复频率为1kHz，飞秒激光的功率0.5mW～10mW，激光扫描速率为≤100μm/s。

10.根据权利要求6所述的一种光纤透镜的飞秒激光加工方法，其特征在于，加工获得的光纤透镜为凸透镜或者凹透镜。