Микро- и нанофабрикация
Объёмная модификация
Сильно сфокусированные ультракороткие импульсы позволяют выполнять объёмную модификацию прозрачных материалов, включая стекло, сапфир и другие кристаллы.
Описание
Возможности объёмной модификации
Сильно сфокусированные ультракороткие импульсы позволяют выполнять объёмную модификацию прозрачных материалов, таких как стекло, сапфир и другие кристаллы. Надёжное управление параметрами лазера и точное позиционирование фокального пятна внутри объёма позволяют записывать сложные структуры, например брэгговские решётки и волноводы.
3D-волноводы в плавленом кварце
3D-волноводы, изготовленные в плавленом кварце. Предоставлено Workshop of Photonics.
Видео 3D-волноводов
3D-волноводы, изготовленные в плавленом кварце. Предоставлено Workshop of Photonics.
Изменение показателя преломления и решётки FBG
Обычно процесс основан на многофотонном поглощении, для которого необходима высокая интенсивность, чтобы материал модифицировался только в фокальном пятне. Лазерно-индуцированная объёмная модификация изменяет плотность материала и, следовательно, его показатель преломления. Этот принцип лежит в основе создания волоконных брэгговских решёток (FBG): чередующиеся структуры записываются в прозрачном материале путём изменения показателя преломления, а не оптического повреждения волокна. Решётки FBG реализованы как в одномодовых волокнах, так и в волокнах с двойной оболочкой.
Селективное лазерное травление
Кроме того, модифицированный материал можно удалить химическим травлением. Этот двухступенчатый процесс называется селективным лазерным травлением. После объёмной модификации травимость стекла или сапфира изменяется. Поэтому с помощью травильных растворов, подобранных для конкретного материала, можно получать различные механически стабильные и долговечные структуры, например изогнутые волноводы и даже 3D-формы. Фемтосекундные лазеры CARBIDE и PHAROS широко используются в задачах объёмной модификации.
