Ultrafast laser direct writing and nanostructuring in transparent materials

Beresna, Martynas; Gecevičius, Mindaugas; Kazansky, Peter G.

doi:10.1364/aop.6.000293

Cited by 183 publications

(73 citation statements)

References 165 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…3 represent the self-organized nanogratings found along the particular laser track. The periodicity of the self-organized patterns decreases as the number of pulses increases in-line with the observation by Shimotsuma et al [4] and subsequently by Richter et al [15] and Liang et al [7]. In addition to the reduced periodicity, the uniformity of the periodicity has also changed; higher energy deposition causes the lamellae to be discontinuous laterally across the modification zone.…”

Section: Self-organized Patternssupporting

confidence: 86%

“…Under certain exposure conditions, periodic patterns have been created both on the surface and in the bulk of various materials following pulsed, polarized laser irradiation [1][2][3][4][5] (and references therein). For ultrashort pulsed lasers, it is possible to obtain periodicities smaller than the wavelength of irradiation in transparent material.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Transition and self-healing process between chaotic and self-organized patterns observed during femtosecond laser writing

Groothoff¹,

Hongler²,

Kazansky³

et al. 2015

Opt. Express

View full text Add to dashboard Cite

Abstract:We report evidence of intermittent behavior between chaotic and self-organized patterns while writing lines with a femtosecond lasers on the surface of a fused silica substrate. The patterns are accompanied by resolidified sub-microspheres and non-aligned grating lamellae. We observe that such dynamic behavior exhibits a striking similarity with the fluctuating content of a queuing system which alternate between random busy and idle periods.

show abstract

Section: Self-organized Patternssupporting

confidence: 86%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Transition and self-healing process between chaotic and self-organized patterns observed during femtosecond laser writing

Groothoff¹,

Hongler²,

Kazansky³

et al. 2015

Opt. Express

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…At intermediate intensities, a non-isotropic index change has been observed, resulting in birefringence. The birefringence is caused by self-aligned nanogratings that are perpendicular to the electric field vector of the inscription laser [14]. This type of index change has been observed in fused silica [15,16], multicomponent silicate [17] and fluoroaluminate glass [18] as well as in a few crystals such as TeO 2 [19] and sapphire [20].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 93%

Ultrafast-laser-inscribed 3D integrated photonics: challenges and emerging applications

2015

View full text Add to dashboard Cite

Since the discovery that tightly focused femtosecond laser pulses can induce a highly localised and permanent refractive index modification in a large number of transparent dielectrics, the technique of ultrafast laser inscription has received great attention from a wide range of applications. In particular, the capability to create three-dimensional optical waveguide circuits has opened up new opportunities for integrated photonics that would not have been possible with traditional planar fabrication techniques because it enables full access to the many degrees of freedom in a photon. This paper reviews the basic techniques and technological challenges of 3D integrated photonics fabricated using ultrafast laser inscription as well as reviews the most recent progress in the fields of astrophotonics, optical communication, quantum photonics, emulation of quantum systems, optofluidics and sensing.

show abstract

“…Одним из наиболее распространенных методов создания ДОЭ на поверхности плавленого кварца явля-ется фотолитография, которая, как правило, характеризуется безупречным качеством испол-нения, но требует серьезных материальных вложений, что в дальнейшем повышает себестои-мость продукции [8]. Альтернативой фотолитографии, с этой точки зрения, могут стать раз-личные способы лазерной обработки поверхности стекла, такие как прямая лазерная запись [9], обработка лазерно-индуцированной плазмой, сухое лазерное травление [10] и др. Актив-ное развитие лазерно-индуцированных методов записи ДОЭ на стекле обусловлено относи-тельной простотой и гибкостью технологического процесса, а также малой длительностью изготовления элементов за счет автоматизации процесса.…”

unclassified

Using laser-induced microplasma for multilevel phase plate fabrication

Rymkevich¹,

Zakoldaev²,

Sergeev³

et al. 2017

Izv. vysš. učebn. zaved., Priborostr.

View full text Add to dashboard Cite

Продемонстрировано применение метода обработки прозрачных материалов лазерно-индуцированной микроплазмой для создания многоуровневых фазовых пластин на поверхности плавленого кварца. Описана оптимизация этого метода для существующей лазерной установки "Минимаркер-2" на основе Yb-волоконного лазера с наносекундной длительностью импульсов (50-200 нс). Разработано программное обеспечение, позволяющее связать параметры лазер-ной обработки с глубиной рельефа микроструктур, а также генерировать мно-гоуровневые фазовые пластины в автоматическом режиме. На основе получен-ных результатов записаны образцы многоуровневых фазовых пластин с бинар-ной и дискретной структурой, рассчитанные для тестирования в схеме с He-Ne-лазером. Представлены результаты сравнительного анализа применения бинар-ной и дискретной фазовых пластин в качестве гомогенизаторов излучения He-Ne-лазера. Показано, что более равномерное распределение интенсивности в сечении пучка достигается при использовании дискретной фазовой пластины. Данный метод лазерной записи дифракционных элементов позволяет изготав-ливать фазовые пластины с глубиной рельефа от 0,1 до 15,0 мкм с шагом 50 нм и минимальным размером единичного элемента 200 мкм. Ключевые слова: плазма, плавленый кварц, фазовая пластина, гомогенизация, лазерная микрообработкаВведение. Тенденция развития технологий обработки материалов мощным лазерным излучением обусловлена высоким качеством, производительностью и точностью данных тех-нологий. Одной из ключевых особенностей лазерной обработки является создание однород-ного распределения энергии по сечению пучка [1]. Отсутствие однородного распределения энергии излучения в плоскости обработки приводит к неоднородным условиям микрообра-ботки материала в зоне лазерного воздействия. Эффективным решением этой серьезной про-блемы является использование методов сглаживания пучка, основанных на теории оптиче-ской дифракции [2]. Были предложены, изготовлены и протестированы различные виды ди-фракционных оптических элементов (ДОЭ), изменяющих распределение лазерных пучков [3,4]. Частным вариантом таких ДОЭ являются случайные фазовые пластины (СФП), которые, как правило, используются с низкокогерентными лазерными пучками [5]. В большинстве случаев это связано с их высокой дифракционной эффективностью, удобством контроля за распреде-лением интенсивности в пятне и низкими оптическими потерями [6].В качестве материала для изготовления различных ДОЭ используется плавленый кварц, который обладает минимальным поглощением излучения в широком спектральном диапазоне, а также характеризуется высокой лучевой и термической стойкостью [7]. С другой стороны, эти

show abstract

Ultrafast laser direct writing and nanostructuring in transparent materials

Cited by 183 publications

References 165 publications

Transition and self-healing process between chaotic and self-organized patterns observed during femtosecond laser writing

Transition and self-healing process between chaotic and self-organized patterns observed during femtosecond laser writing

Ultrafast-laser-inscribed 3D integrated photonics: challenges and emerging applications

Using laser-induced microplasma for multilevel phase plate fabrication

Contact Info

Product

Resources

About