Abstract:Bragg waveguides are fundamental components in photonic integrated circuits and are particularly interesting for mid-IR applications in high index, highly nonlinear materials. In this work, we present Bragg waveguides fabricated in bulk chalcogenide glass using an ultrafast laser. Waveguides with near circularly symmetric cross sections and low propagation loss are obtained through spatial and temporal beam shaping. Using a single-pass technique, the waveguide and Bragg structure are formed at the same time. F… Show more
“…A new approach was therefore needed to fabricate WBGs suitable for sapphire fibers requiring high temperature stability. We developed a three-step process as follows: The WBG fabrication method is similar to one employed for bulk glass material [30], where the refractive index modulation is formed by utilizing the intrinsic shape of the Gaussian beam along the beam propagation direction. Figure 6(c) shows the top-view of a fabricated WBG structure.…”
Section: Single-mode Waveguide Bragg Gratings In Planar Sapphirementioning
Sapphire optical fiber has the ability to withstand ultrahigh temperatures and high radiation, but it is multimoded which prevents its use in many sensing applications. Problematically, Bragg gratings in such fiber exhibit multiple reflection peaks with a fluctuating power distribution. In this work, we write single-mode waveguides with Bragg gratings in sapphire using a novel multi-layer depressed cladding design in the 1550 nm telecommunications waveband. The Bragg gratings have a narrow bandwidth (<0.5 nm) and have survived annealing at 1000°C. The structures are inscribed with femtosecond laser direct writing, using adaptive beam shaping with a non-immersion objective. A single-mode sapphire fiber Bragg grating is created by writing a waveguide with a Bragg grating within a 425 µm diameter sapphire optical fiber, providing significant potential for accurate remote sensing in ultra-extreme environments.
“…A new approach was therefore needed to fabricate WBGs suitable for sapphire fibers requiring high temperature stability. We developed a three-step process as follows: The WBG fabrication method is similar to one employed for bulk glass material [30], where the refractive index modulation is formed by utilizing the intrinsic shape of the Gaussian beam along the beam propagation direction. Figure 6(c) shows the top-view of a fabricated WBG structure.…”
Section: Single-mode Waveguide Bragg Gratings In Planar Sapphirementioning
Sapphire optical fiber has the ability to withstand ultrahigh temperatures and high radiation, but it is multimoded which prevents its use in many sensing applications. Problematically, Bragg gratings in such fiber exhibit multiple reflection peaks with a fluctuating power distribution. In this work, we write single-mode waveguides with Bragg gratings in sapphire using a novel multi-layer depressed cladding design in the 1550 nm telecommunications waveband. The Bragg gratings have a narrow bandwidth (<0.5 nm) and have survived annealing at 1000°C. The structures are inscribed with femtosecond laser direct writing, using adaptive beam shaping with a non-immersion objective. A single-mode sapphire fiber Bragg grating is created by writing a waveguide with a Bragg grating within a 425 µm diameter sapphire optical fiber, providing significant potential for accurate remote sensing in ultra-extreme environments.
“…Chalcogenides being transparent up to 5 mm are a potential host for this application. Through spatial and temporal beam shaping, McMillen et al reported WBGs with circular cross-sections in GLS chalcogenide glass [48]. The strongest WBGs were written with a 25% duty cycle, were single mode at 1550 nm, and had grating depths of up to 25 dB.…”
Optical waveguide Bragg gratings (WBGs) can be created in transparent materials using femtosecond laser pulses. The technique is conducted without the need for lithography, ion-beam fabrication methods, or clean room facilities. This paper reviews the field of ultrafast laser-inscribed WBGs since its inception, with a particular focus on fabrication techniques, WBG characteristics, WBG types, and WBG applications.
“…Прямая фемтосекундная запись является перспективной безмасочной и ши-роко распространенной технологией создания оптических волноводов в объеме стекол и кри-сталлов [1][2][3][4][5][6][7]. Оптические стекла и кристаллы могут быть разделены на три группы на осно-ве знака постоянно изменяющегося показателя преломления (ПП): 1) материалы, ПП которых увеличивается при фемтосекундной микрообработке; 2) материалы, ПП которых понижается;…”
Представлен сравнительный анализ двух альтернативных способов формирова-ния оптических волноводов на основе экспериментально полученных простран-ственных профилей показателя преломления кварцевого стекла при фемтосе-кундной микрообработке. Рассматриваются преимущества и недостатки обеих методик -создания сердцевины волновода с повышенным показателем пре-ломления и создания оболочки волновода с пониженным показателем прелом-ления. Проведен численный анализ влияния наиболее существенных наблю-даемых в ходе эксперимента возмущений на основные параметры волновода: эффективный показатель преломления, диаметр и форму модового распределе-ния, входные и выходные потери на согласование мод со стандартными опти-ческими волокнами. В качестве основных возмущений при фемтосекундной за-писи рассмотрены локальное уменьшение пиковой интенсивности лазерного излучения (вызывающее локальное уменьшение индуцируемого показателя преломления) и локальное отклонение точки фокусировки от заданной траекто-рии (на характерную величину 2 мкм). Результаты исследования могут быть использованы при фемтосекундной записи волноводов с пониженными потеря-ми на рассеяния, а также для повышения повторяемости и надежности данной технологии микрообработки.
Ключевые слова: лазерно-индуцированное воздействие, фемтосекундная за-пись, локально модифицированная область, индуцированный показатель пре-ломления, волноводВведение. Прямая фемтосекундная запись является перспективной безмасочной и ши-роко распространенной технологией создания оптических волноводов в объеме стекол и кри-сталлов [1][2][3][4][5][6][7]. Оптические стекла и кристаллы могут быть разделены на три группы на осно-ве знака постоянно изменяющегося показателя преломления (ПП): 1) материалы, ПП которых увеличивается при фемтосекундной микрообработке; 2) материалы, ПП которых понижается;* В разделе представлены избранные статьи по материалам конференции "Фундаментальные основы ла-зерных микро-и нанотехнологий", состоявшейся в июле 2016 г.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.