home

Метод фемтосекундной записи волноводов

?
МЕТОД ФЕМТОСЕКУНДНОЙ ЗАПИСИ ВОЛНОВОДОВ
Д. Н. Москалев, Р. С. Пономарев
Пермский государственный национальный исследовательский университет,
614990, Пермь, Букирева, 15
Оптическими волноводами называют устройства, которые способны
проводить свет в заданном направлении с минимальными потерями.
Принцип работы волновода основан на явлении полного внутреннего
отражения. Когда свет проходит через среду с показателем преломления
большим, чем у ее окружения, то можно добиться многократного отражения
света от границы раздела, вследствие чего свет будет распространяться по
волноводу, проходя зигзагообразный путь [1]. В настоящее время
существует несколько методик создания волноводов, мы рассмотрим
протонный обмен, диффузию титана, бомбардировку ионными пучками и
запись волноводов с помощью импульсного фемтосекундного лазера [1, 2].
Рассмотрим фемтосекундную запись волноводов. Данная методика
позволяет получать погруженные в глубину кристалла волноводные
структуры в полупроводниках и диэлектриках [5]. Основным инструментом,
необходимым для создания волноводов,
является импульсный
фемтосекундный лазер, который дает широкий спектр возможностей
придавать необходимые характеристики проводящим структурам, в
зависимости от выбранного излучения, величины энергии и механизмов,
которые участвуют в процессе изменения показателя преломления. В
зависимости от количества переносимой энергии ультракороткими
лазерными импульсами, а также от характеристик используемого
излучения, происходит либо генерация точечных дефектов, либо
образование уплотнений вещества, либо появление электронно-дырочной
плазмы, являющейся связанным состоянием электрона и дырки. Во время
возникновения фемтосекундных импульсов плотно сосредоточенных в
объеме, который подвергается облучению, будет происходить нелинейное
поглощение энергии ультракоротких лазерных импульсов, связанное с
нелинейными механизмами многофотонной, туннельной и лавинной
фотоионизации или их сочетания, что приведет к изменению структуры
кристаллической
решетки,
обуславливая
изменение
показателя
преломления
[3].
В
случае
когда
образец
облучается
высокоэнергетическими лазерными импульсами, происходит сильное
искажение кристаллической решетки, что, в свою очередь, является
причиной снижения коэффициента оптической нелинейности. Когда
используются низкоэнергетические импульсы, кристаллическая решетка в
основном сохраняется и изменение показателя преломления может быть
обусловлено небольшими искажениями решетки и изменениями плотности
облученного вещества [4]. Вследствие того, что используются
ультракороткое лазерное излучение, в кристалле не возникают
25