本发明提出一种基于激光冷加工在光波导上制备球形凹面镜的方法。采用的制备设备核心部件主要是激光整形装置，该激光整形装置主要由一块不透光、带有圆孔、可以漏出圆形光束的掩模板及一块紧贴掩模板的掺杂玻璃组成，玻璃掺杂区域与圆孔大小一致，其一半圆具有离子高掺特性，另一半圆具有离子掺杂浓度从圆心沿径向递增的分布特点。当行进的激光束经过激光整形装置后，产生一束光强从圆心沿径向递减分布的半圆形激光束。当半圆形激光束刻蚀光波导后，获得严格规则的球形凹面，对球形凹面镀金属膜或介质高反射膜，形成球形凹面反射镜。