蓝宝石凭借其极高的硬度、稳定的物理化学性质以及从紫外到红外波长范围内的透光性,使得其被广泛应用于光学窗口、仪器仪表、半导体衬底以及消费电子等方面。但在拥有高硬度、高耐磨性的同时,伴随着的是蓝宝石加工的困难,这也限制了蓝宝石更广泛的应用。本文中,利用蓝宝石的优良光学性能,以飞秒激光微加工技术为手段,研究蓝宝石脊形波导的制备。利用内置了有限差分光束传播法的RSoft软件对蓝宝石脊形波导进行设计仿真,研究了波导脊宽a和刻蚀深度b对波导通光性能的影响,通过分析结构参数对归一化功率和模式双折射效应的影响,最终确定脊宽a=200μm及刻蚀深度h=172μm。对实际加工中存在的槽壁倾斜情况进行了误差分析,发现当槽壁倾角达到约16°时,相比与槽壁倾角为零的情况,归一化输出功率减小了约5%。研究了蓝宝石脊形波导和光纤之间的对准耦合,通过计算波导模场和光纤模场的重叠积分,得到光纤存在横向位置偏差和偏转偏差时模场耦合效率的变化情况。对波导模场分布情况及基模光场在波导内传输进行了仿真。研究了飞秒激光的蓝宝石划线加工工艺,分别就激光功率和扫描速度对划线加工的影响进行了工艺试验,分析了其对划线加工的影响。在兼顾加工精度和材料去除速率的前提下,优选出的激光功率为450mW及扫描速度10mm/s。研究了线间距对槽底表面形貌的影响,在同时考虑槽底表面粗糙度和槽深的情况下,确定线间距为10μm。选择5μm扫描层距,研究了扫描层数与刻蚀深度的关系。根据以上对工艺参数的分析,确定了制备蓝宝石脊形波导的工艺参数,制备出了满足尺寸要求的蓝宝石脊形波导。搭建了波导耦合测试平台,采用截断法对蓝宝石脊形波导损耗进行了测量,得到最终的蓝宝石脊形波导单位长度的平均功率损耗。利用仿真软件分析了蓝宝石脊形波导在高温环境下热膨胀的影响,计算出了因耦合对准偏差导致的耦合功率下降,表明实际中高温对蓝宝石脊形波导的影响非常小。