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飞秒激光直接写入二氧化硅,由手性光学特性定制

2023-3-8 10:03| 发布者: 前途无量| 查看: 1055| 评论: 0

摘要: 飞秒(fs)激光器在激光制造中起着至关重要的作用——从光物质相互作用的基础物理学到高度复杂的光学工程中目标光学特性的制造。 超短光脉冲可以通过可控的聚焦条件将光能准确地沉积在提供的透明材料体积中。高密度 ...

    飞秒(fs)激光器在激光制造中起着至关重要的作用——从光物质相互作用的基础物理学到高度复杂的光学工程中目标光学特性的制造。

 

   超短光脉冲可以通过可控的聚焦条件将光能准确地沉积在提供的透明材料体积中。高密度光子能量的非线性吸收导致在晶格的电子-声子能量转移之前的几fs内形成自由电子等离子体。

   在承受低重复率的同时,玻璃网络加热已与光暴露和等离子体本身分离,允许局部修改或击穿而不会造成周围损坏。根据激光参数,这些非线性过程加起来有几种变化。

   非线性科学主要分支中的几种应用,从等离子体物理学和纳米光子学到材料科学、生物光子学和量子信息科学,都可以通过fs激光诱导的修改来实现。

   在《光科学与应用》杂志上报道的一项新研究中,由巴黎萨克雷大学的Matthieu Lancry教授领导的一个研究小组开发了一种定制手性光学特性的新方法。他们的新程序在眼镜上实现了fs激光3D直接书写。

   新的进展强调fs激光束(轴对称强度分布,线性偏振与正交入射)可以通过直接激光写入在非手性材料内产生光学手性。这一想法为一种定制3D光学特性的新方法奠定了基础,为激光制造提供了广泛的前景。利用这种新电位的先决条件是阐明如何操纵这种手性光学特性。

   在这项工作中,研究人员建议对称性的破坏来自应力场和形式双折射的共同作用,这是由于纳米光栅与非平行非正交中性轴的形成。这种外在手性组装被认为是见证的光学手性的来源,即圆二色性和旋光度。

   科学家们试图“拆解”与激光偏振方向相关的双折射和应力贡献形式的依赖。简单来说,形式双折射的慢轴或快轴由激光偏振方向调节,相关振幅由激光通量调节。扫描几何形状主要指导应力诱导双折射的方向。基于穆勒形式主义开发了两层模型。它定量地描述了圆形和线性各向异性光学特性的形成。

   最终,科学家们使用他们的模型在两种不同的设计之后制造了手性光学特性:多层“基于纳米光栅的波片”和依赖于“应力工程波片”的超低损耗设计。

   结果表明,fs激光诱导圆形性质的起源包括两个贡献,并提出了通过fs激光直接写入定制玻璃手性光学特性的方案。

 

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