飞秒激光在光敏玻璃上制作微凹面

利用聚焦的飞秒激光（中心波长775 nm、脉宽150 fs）照射FOTURAN光敏玻璃,经热处理及浓度为8％的氢氟酸溶液室温腐蚀50 min后,在FOTURAN玻璃表面制作了微凹面.利用原子力显微镜和扫描电子显微镜分析了微凹面的形貌,发现它具有光滑璧面和清晰边缘,直径约为几十微米.通过分别改变入射激光的单脉冲能量(970~3 250 nJ)和脉冲数目(10~3 000个),研究了它们对微凹面制作结果的影响,发现了微凹面的直径随激光入射参量的饱和效应,并解释了其原因;指出了飞秒激光在FOTURAN上制作微结构的应用.     

用光敏玻璃制作微透镜列阵

对特种光敏玻璃及其微透镜列阵的成型机理及制作工艺进行了研究。采用六角密排结构，在远紫外线下曝光，问时进行热循环处理，成功制作出直径为４００μｍ、表面凸起高度达９．０μｍ的微透镜列阵。     

飞秒激光在玻璃材料中制备光波导和微反射镜

飞秒激光脉冲与物质相互作用会产生多种非线性现象，会引起材料结构的改变和材料折射率n的变化。我们利用波长为800nm，脉宽为120fs，频率为1kHz的飞秒激光脉冲，在不同玻璃材料中制作出了横截面直径在5μm—10μm，长度为1.5cm的柱状区域。用He—Ne激光器的632.8nm激光进行光耦合，观察到光波导效应。由NA=（2n^*△n^1/2）粗测△n为0.001—0.008。在K9玻璃中制作出厚为2μm，长为1.5cm的片状区域，发现全反射现象，表明n变小，变化量大约为—0.006。这些现象可为在集成光学上制备光波导、光栅、光反射镜、三维集成光路等微结构制做提供崭新的方法。同时，利用光谱和原子力显微形貌（AFM）对结构变化引起n变化的物理机制进行了讨论。     

飞秒激光诱导玻璃内析出BaTiO3晶体

使用800nm、120fs、200kHz的高重复频率超短脉冲激光照射BaO-TiO2-SiO2系玻璃，玻璃经飞秒激光照射数秒钟后，激光会聚点的发光由800nm波长的红色突然转变为非常强的400nm的蓝色，对激光辐照点的发光光谱和X射线衍射分析表明，具有倍频效应的BaTiO3晶体已经产生。     

飞秒激光作用下光学与激光玻璃的暗化阈值测量

报道了各种商用光学玻璃和激光玻璃在800nm、120fs、1kHz钛宝石脉冲激光作用下,产生光致暗化的阈值。     

飞秒激光

激光被视为神奇之光,自从1960年美国科学家首次研究出世界第一台奇特的新光源——激光器以来,这个神奇的小光点,给人类带来了福音,被广泛的应用于工业、农业、医疗卫生、通讯、军事、科研等许多领域,仅仅40年的时间,激光为人类做出了巨大的贡献. 近年来,科学家研究发现了一种更为神奇的光,被称为希望之光——飞秒激光.科学家预测飞秒激光将为21世纪新能源的产生发挥重要作用,为人类揭示微观世界和科学技术的突破性研究创造条件. 1 飞秒激光的特性飞秒(fs)激光是一种以脉冲形式运转的激光,持续时间非常短,只有几个飞秒,1fs=     

基于水辅助的飞秒激光碳化硅微孔加工(特邀)

在350μm厚的碳化硅样品上加工了直径200μm的微孔,研究了基于水辅助的飞秒激光碳化硅微孔加工方法.探讨了空气中加工微孔与水辅助加工微孔的差别.水降低了加工区域的温度,大大减少了氧化反应的发生,而且加工产生的碎屑由水带走,避免了热影响区的形成,降低了样品粗糙度.加工出的微孔侧壁光滑,无热影响区,在工业中有实际应用的价...     

基于空间光调制器的飞秒激光深微孔加工方法

针对飞秒激光振镜加工系统中聚焦透镜焦深短等原因导致微孔加工深度不足的问题,提出了一种基于高损伤阈值空间光调制器加载菲涅尔透镜相位进行焦点轴向调控的加工方法 .通过加载不同焦距的菲涅尔透镜相位图,控制焦点以100μm为间隔进行焦点轴向位移,随着加工深度的增加控制焦点向下移动,并开展了相应的实验加工和测试.实验结果表明,采用该方法在保证高加工质量的前提条件下,在厚度为2 mm的不锈钢样件上实现了直径约为330μm的微孔加工.该方法开辟了二维振镜系统实现超深微孔加工的新探索,在激光加工领域有较好的应用前景.     

飞秒激光作用下光学玻璃和激光玻璃的光致暗化及其ESR研究

报道了多种商用光学玻璃和激光玻璃在800nm,120fs,1kHz脉冲激光作用下,产生光致暗化的阈值.并对照射前后的玻璃进行ESR分析,结果表明,光致暗化是由于玻璃内生成空穴捕获型色心的结果.认为玻璃在800nm飞秒激光照射后所产生的色心来源于玻璃的多光子吸收 关键词： 阈值 暗化 玻璃 飞秒激光 ESR     

飞秒激光在三维微细体系中的应用

飞秒激光的超快特性使其能以极低的脉冲能量获得超强光场,并且激光加照区淀积的能量能以通过热扩散途径逸出辐照区域,其与透明物质相互作用是通过双光子或多光子吸收过程实现,故作用区限域于焦点核心很小体积内,因而在三维微制备及生物医学领域有着独到优势。文章介绍了飞秒激光应用于微爆炸、高密度三维光学数据存储、直写光波导及三维光子晶体制备、生物医学工程等方面的最新进展。飞秒激光三维微制备技术在微电子、计算机、光通信、生物医学等高技术领域有着广阔的应用前景。     

Micro-hole fabricated inside FOTURAN glass using femtosecond laser writing and chemical etching

Vertical micro-holes were fabricated inside a photosensitive glass (FOTURAN) by focused femtosecond laser (λ = 775 nm) writing, followed by heat treatment and wet chemical etching in 8% hydrofluoric acid solution for 50 min. The micro-holes were analyzed by optical and scanning electron microscopy, and was found they own circular cross-section and clear edge. At present, micro-holes with aspect ratio of about 7 is achieved. By varying the incident laser fluence in a range of 2.3–36.2 J/cm² and the laser writing velocity in 100–1000 μm/s, the influences of femtosecond laser parameters on the formation of micro-holes are characterized as that: writing velocities hardly affect the micro-hole diameter, while relatively lower laser fluences result in smaller diameter, and the cross-section is more circular in this case. The possible reason for this phenomenon is discussed.     

飞秒激光光刻波导偏振器

飞秒激光诱导折射率变化提供了一种灵活的三维光子器件制作手段.飞秒激光光刻的II类波导具有偏振导光特性,可以作为波导偏振器,但是对于要保留的偏振分量损耗太大.本文阐述了一种利用飞秒激光在熔融石英中制作的新型低损耗波导偏振器.它由中间的一根I类波导及两侧的两根II类纳米光栅轨迹构成.基于飞秒激光诱导的纳米光栅的偏振依赖散射特性,II类纳米光栅轨迹能够对I类波导的倏逝场进行调制.偏振方向垂直于纳米光栅的模式相对于偏振方向平行于纳米光栅的模式有更大的散射损耗,因此导通的是偏振方向平行于纳米光栅的模式.研究了消光比随I类波导与II类纳米光栅轨迹之间的间距的变化关系,选择一个最佳间距来进一步研究消光比随II类纳米光栅轨迹长度的变化关系.在间距6 μm,II类纳米光栅轨迹扫描长度6 mm处实现了最大15.91 dB的消光比.通过增加II类轨迹的长度或者数量,很容易得到更高的消光比.     

用飞秒激光在透明介质体内形成衍射光栅

用数值孔径为0.65的40倍显微透镜紧聚焦能量稍高于能量损伤阈值的200 fs的钛宝石激光脉冲,分别在ZK6玻璃和K9玻璃内部导致局部折射率改变,在透明介质内部形成透射式相位衍射光栅．在635 nm的He-Ne激光照射下,通过对光栅衍射效率的数值拟合计算,得出了的光栅条纹宽度与实际测量基本吻合,这从侧面证明了折射率改变区域为超高斯型的假定．还对折射率改变区域的性质进行了分析．在实验上观察到脉冲间的相互影响将导致折射率改变区域范围的增大．从理论上给出了增加1级衍射效率的途径．     

飞秒激光脉冲作用下光学玻璃的色心和折射率变化

实验研究了近红外飞秒激光脉冲诱导重钡火石玻璃产生的色心、紫外透明和折射率变化,测量了样品在激光辐照前后的吸收光谱和折射率的变化.实验发现色心的产生伴随着折射率的改变,但色心漂白后,折射率的改变依然存在,表明色心与折射率改变的热稳定性不一致,意味着飞秒激光脉冲诱导玻璃折射率变化的机理与色心产生的机理不同.实验还观察到色心区域在紫外产生透明;色心漂白后,紫外透明消失的现象,并阐述了可能的机理和应用.     

激光诱导玻璃内部金纳米颗粒的析出及光谱

使用钛宝石飞秒激光引发和热处理相结合，实现了在含有金离子的硅酸盐玻璃内部，有空间选择性地析出金纳米颗粒。对吸收光谱的研究表明，随着热处理温度的升高，吸收峰强度增大且红移；随着激光功率密度的增大，金纳米颗粒也增大。在特定的激光和热处理条件作用下，可以在玻璃内部有空间选择性的使金离子还原后聚集，形成金纳米颗粒，具有量子尺寸效应。改变激光功率和热处理温度可以控制所析出的金属纳米粒子的尺寸，从而实现多色显示，飞秒激光诱导金纳米颗粒具有稳定性，颜色具有持久性。     

飞秒激光制作铌酸锂光波导的研究

针对Z切割铌酸锂晶体在中心波长为800 nm、重复频率为76 MHz的飞秒脉冲激光下,利用放大倍数为40、数值孔径为0.65的会聚透镜聚焦,研究了扫描速度和扫描次数的变化对刻写光波导结构的影响,分析了波导结构变化的原因,并测试了1×2光波导功分器的通光性能.实验结果表明:在采用横向扫描、聚焦深度为350~400 μm、扫描速度为100 μm/s和激光功率为250 mW时,获得较理想的铌酸锂光波导,1×2光波导功分器的输出功率分布基本达到均分.     

大芯径光纤整形飞秒激光脉冲空间分布的研究

通过将1 kHz重复频率的飞秒放大激光脉冲耦合到大芯径（100 μm）阶跃光纤,在27 mm长的光纤中产生了环形空间光强分布,并在3 160 mm的长光纤中观察到平台型的空间光强分布,通过自聚焦效应对该现象进行了解释.结果表明,通过选择合适的光纤,可以实现对放大飞秒激光脉冲的有效空间整形,从而达到改善光束质量的效果.