Étude sur l'écriture laser directe multidimensionnelle non linéaire à l'aide d'un laser ultra-court haute puissance

Abstract

Au cours des 30 dernières années, alors que la largeur d'impulsion des lasers a été réduite et que les lasers haute puissance ont été développés, des recherches sur l'interaction entre le photon et les matériaux utilisant des lasers femtosecondes ont été activement menées. La haute densité d'énergie des lasers pulsés femtosecondes permet des processus de photoionisation non linéaire de plusieurs manières selon. Cet article rapporte une étude d'une écriture laser directe de type Argentum dans des verres de phosphate de zinc contenant de l'argent en induisant une déformation d'absorption non linéaire d'impulsions laser femtoseconde. Lorsque des verres de phosphate de zinc contenant de l'argent sont irradiés avec des impulsions laser femtoseconde, des amas en forme d'anneau se forment en raison d'une absorption non linéaire. Les propriétés de fluorescence et l'indice de réfraction de l'amas d'argent induit par cette déformation sont différents de ceux du verre d'origine.Des comparaisons simultanées de microsondes chimiques, de NSOM et de modélisation numérique ont été utilisées pour analyser la distribution des espèces d'argent induite par laser. Les résultats renforcent considérablement la compréhension des modifications matérielles de ces verres dans un régime d'interaction non thermique. En particulier, il a été constaté que la distribution spatiale des espèces dans des verres contenant de l'argent produits par irradiation laser femtoseconde a un effet significatif sur la sélectivité de la gravure chimique.Les séparateurs de faisceau en forme de Y, des structures 2D fabriquées à l'aide de DLW de type A, ont été fabriqués et leurs performances ont été mesurées. Il a été confirmé qu'un guide d'onde de forme générale dans laquelle l'indice de réfraction du noyau est plus grand que celui du revêtement peut être produit par le biais d'un DLW de type A. Étant donné que le DLW de type A induit toujours des changements d'indice de réfraction positifs de 2,7 x 10-3 à 5,1 x 10-3, il est très approprié pour fabriquer un guide d'onde. Une jonction Y symétrique et diverses jonctions Y asymétriques ont été conçues et fabriquées à l'aide de guides d'ondes à double ligne, et les rapports de sortie ont été mesurés en fonction de la transition de la position d'injection. Il a été confirmé que le ratio de sortie pourrait être de 96% -4% à 57% -43% en raison de l'irradiance différente dans le processus d'écriture entre la branche supérieure et la branche inférieure. Ainsi, les verres DLW en argent contenant du phosphate de zinc peuvent être utilisés facilement et rapidement pour fabriquer le type de dispositif optique souhaité avec uniquement le processus d'écriture.Enfin, en recherchant le stockage optique de données 5D (ODS) à l'aide de DLW de type A, le champ d'application a été élargi. Nous avons démontré le stockage optique de données 5D encodé dans des modifications orientées DLW de type A en utilisant un rayonnement laser relativement faible par rapport au DLW conventionnel. Cinq dimensions ont été obtenues en ajoutant l'orientation du motif d'ellipse et l'intensité de fluorescence à la position 3D. Le motif d'ellipse a été créé par mise au point anamorphique, et l'orientation a été ajustée à 16 niveaux en utilisant SLM. De plus, un dispositif AOM a été utilisé pour régler l'irradiance laser femtoseconde de 16 niveaux.Pour confirmer la possibilité du 5D ODS proposé, deux images différentes ont été simultanément intégrées dans une image par DLW de type A. Et les deux images originales différentes au format bitmap 4 bits ont été restaurées avec succès. Les fidélité de lecture correspondantes de 60,5% et 25,1% ont été obtenues pour la direction d'orientation et les niveaux d'intensité de fluorescence, respectivement. De plus, il est démontré que la précision de lecture peut être considérablement améliorée à 85,0% et 47,1% lorsque le format bitmap 3 bits a été appliqué. [...]