Low-threshold whispering-gallery-mode microlasers fabricated in a Nd: glass substrate by three-dimensional femtosecond laser micromachining
我们报道了利用飞秒激光三维微加工技术在钕玻璃芯片上制作回音壁模式微激光器。主要的制造过程包括通过飞秒激光烧蚀浸在水中的玻璃基板，然后通过CO2激光退火使表面平滑，由薄柱支撑的独立式微盘的制造。在室温下，用工作波长为780 nm的连续激光二极管泵浦，在低至69 μW的泵浦阈值下观察到激光输出。该技术允许在各种介电材料如玻璃和晶体中制造高品质因数的微腔。
2013-03-04 physics.optics
On the anisotropy of stress-distribution induced in glasses and crystals by non-ablative femtosecond laser exposure
飞秒激光曝光在非烧蚀制度诱导各种散装结构的修改，其中各向异性可能取决于写入光束的偏振。在这项工作中，我们研究了极化状态和应力各向异性之间的相关性。特别是，我们介绍了一种方法，允许快速分析和可视化的激光诱导应力各向异性的玻璃和晶体。使用径向和方位角偏振，我们还证明了应力状态，几乎是各向同性的。
2014-09-16 physics.optics
Time-resolved shadowgraphs of transient plasma induced by spatiotemporally focused femtosecond laser pulses in fused silica glass
我们报告的瞬态等离子体的形成和演化的熔融石英玻璃中产生的时空聚焦（STF）飞秒激光脉冲使用泵浦探测阴影成像技术的实验观察。令人惊讶的是，观察到的等离子体的轨迹是显着弯曲，这是由于在焦体积中产生的瞬态等离子体的密度分布的不对称造成的脉冲前沿倾斜的STF激光场。
2015-10-26 physics.optics
Harnessing ultrafast optical pulses for 3D microfabrication by selective tweezing and immobilization of colloidal particles in an integrated system
本文提出单激光STIC平台，集成飞秒激光光镊操控与双光子聚合固定，实现胶体及MoS2等材料的三维微加工，并引入TPP把手提升光镊效率，为高精度微纳制造提供了可扩展方案。
2025-01-13 physics.optics
Plasma waves excited at interface by femtosecond laser irradiation enabling formation of volume nanograting in glass
强超快激光脉冲在玻璃中的照射可以导致形成纳米光栅，其周期显著小于入射照射波长。这种奇异现象的机制仍在争论之中。在这里，我们访问在多孔玻璃中的激光影响区域的形貌的快照，揭示了随着激光脉冲的数量增加，形成纳米光栅的演变。结合进一步的理论分析，我们的观察提供了重要的线索，这表明，在飞秒激光照射的改性和未改性的区域之间的界面处的等离子体驻波的激发起着至关重要的作用，促进周期性纳米光栅的生长。这一发现表明，飞秒激光脉冲辐照诱导的体积纳米光栅的形成是以类似于表面纳米涟漪形成的机制开始的。
2014-11-10 physics.optics
Femtosecond laser inscription of nonlinear photonic circuits in Gallium Lanthanum Sulphide glass
我们报道了飞秒激光在硫系镓镧硫化物（GLS）玻璃中写入单模光波导。采用多扫描制造工艺来制造具有对称单模引导和在800 nm波长处的低插入损耗的波导，与Ti：Sapphire超快激光器兼容。利用μRaman和X射线显微分析研究了GLS中激光诱导折射率变化的原因。波导的非线性折射率的测量进行了寻找的光开关参数的定向耦合器，证明了非线性特性被保存，证明GLS是一个有前途的平台，激光写入集成非线性光子学。
2018-08-27 physics.optics
Integration of an optical fiber taper with an optical microresonator fabricated in glass by femtosecond laser 3D micromachining
本文报道了一种高品质因数的微环谐振器的研制。例如，在临界耦合条件下测量的Q因子为约3.24x10^6），使用飞秒激光三维（3D）微加工。光耦合进和出的微谐振器已经实现了可靠地组装与微环的光纤锥。通过使用CO2激光照射将光纤锥焊接到微环的侧壁上来实现光纤锥到微环的组装。集成微谐振器在空气中测量时保持3.21x10^5的高Q因子。
2014-02-06 physics.optics
Formation of in-volume nanogratings with sub-100 nm periods in glass by femtosecond laser irradiation
本研究通过实验观测飞秒激光诱导玻璃内亚100nm周期纳米光栅的形貌演化，提出散射光相长干涉使周期减半的形成机制，可解释超出纳米等离子体模型预测的光栅周期现象。
2015-06-02 physics.optics
High contrast all-optical spectrally distributed switching of femtosecond pulses in soft glass dual-core optical fiber
在高折射率对比度的双芯光纤中，利用270 fs，1030 nm的脉冲驱动，实现了中心波长为1560 nm的77 fs脉冲的全光开关。该光纤由一对热匹配的硅酸铅和硼硅酸盐玻璃制成，分别用作纤芯和包层材料。该方法基于双纤芯非对称性的非线性平衡，通过控制脉冲强度引起的快光纤信道群速度降低来实现开关。由于纤芯由高非线性的软玻璃制成，在仅几纳焦耳能量的控制脉冲的应用下，获得了超过20 dB的高开关对比度。光纤长度的优化在14 mm处带来最佳结果，这与信号波长处的计算耦合长度良好对应。与基于双芯光纤中孤子脉冲自开关的类似研究相比，该研究取得了重大进展，具有很高的应用潜力。
2021-01-28 physics.optics
Fabrication and characterization of femtosecond laser written waveguides in chalcogenide glass
作者描述了使用聚焦飞秒激光脉冲在高度非线性硫系玻璃镓镧硫化物中制造掩埋波导。通过对波导的光学表征，他们提出了一种形成机制，并与以前的工作进行了比较。在波导的形成过程中，调谐被认为是主要的非线性吸收机制。在633 nm的单模制导已被证明。最小传输损耗为1.47 dB/cm的写入参数为0.36 μ J的脉冲能量和50 μ m/s的扫描速度。
2021-10-20 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
A 100 mW monolithic Yb waveguide laser fabricated using the femtosecond laser direct-write technique
报道了一种基于分布反馈（DFB）结构的飞秒激光写入单片波导激光器（WGL）振荡器。在976nm双向泵浦下，器件的激光输出波长为1033nm，输出功率为102mW，带宽小于2pm。WGL装置是稳定的，并且操作50小时而没有降解。这种高性能WGL的演示为在大块玻璃中创建各种窄线宽激光器设计提供了可能性。
2008-09-26 physics.optics
Role of ion migrations and structural reorganisations in femtosecond laser direct-written chalcogenide glass waveguides
首次解释了飞秒激光在镓镧硫化物（GLS）玻璃中直写正折射率波导的形成。拉曼光谱和电子探针显微分析（EPMA），分别提出了结构变化和离子迁移的证据。二维拉曼光谱图揭示了GaS 4主带对称振动的峰位移和半峰全宽变化。玻色子带的2D图首次被成功地用于识别和理解高折射率玻璃波导中的材料致密化分布。最后，EPMA提供了由于硫的离子迁移的证据和阴离子（S 2-）迁移引起的材料改性的观察也是第一次报告。
2018-06-12 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Femtosecond laser direct-write photoconductive patterns on tellurite glass
本研究利用飞秒激光直写技术在碲酸盐玻璃上制备碲纳米晶体光电导图案，实现了高响应度和探测率，为无添加材料、单步加工功能性光电导体提供了新途径。
2023-05-08 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Investigation of ultrafast laser photonic material interactions: challenges for directly written glass photonics
目前，直写波导制作可能是飞秒激光微加工在透明介质中最广泛研究的应用。诸如埋地波导、功率分配器、耦合器、光栅和光放大器等器件都已得到演示。波导的特性主要取决于样品材料的特性和写入激光的特性。在本文中，我们讨论了使用飞秒激光直写技术的研究人员所面临的挑战，特别强调被放置在熔融石英和磷酸盐玻璃作为不同应用的设备主机的适用性。
2008-02-14 physics.optics
Optical channel waveguides written by high repetition rate femtosecond laser irradiation in Li-Zn fluoroborate glass
采用高重复频率飞秒激光刻蚀技术在Li-Zn氟硼酸盐玻璃（64.9B_2O_3 + 25Li_2O +10ZnF_2 + 0.1Er_2O_3）中成功制备了低损耗光通道波导。在500 kHz、1 MHz和2 MHz激光重复频率下生产出高质量的波导，根据不同的能量密度，折射率对比度在3-6 x 10-3的范围内。讨论了平均激光功率、脉冲重复频率和写入速度等实验参数对波导性能的影响。光学和成分表征技术的比较证明了在引导区域中B和Zn的富集，而F迁移到写入结构的热扩散区域。
2015-03-06 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Time Response Dynamics of Plasmon Excitation in Cobalt Nanoparticles on Glass Substrate
利用飞秒激光脉冲，利用超快泵浦-探测透射光谱技术测量了镶嵌在玻璃衬底上的钴纳米颗粒中电子的弛豫时间。我们发现，等离子体激元激发是不均匀加宽的快速激发时间为23 fs。等离子体弛豫时间为97 fs。实验中使用的飞秒激光脉冲来自钛宝石谐振腔，该谐振腔采用基于非线性克尔效应的自锁模机制。获得了重复频率为103.52MHz、脉宽为64.5fs、中心波长为810 nm的脉冲。
2013-07-09 physics.optics
Femtosecond laser pulse train interaction with dielectric materials
利用多尺度模型研究了飞秒微焦耳激光脉冲串与介质材料的相互作用。我们的理论预测与钠钙玻璃中的实验观察直接面对。我们表明，由于低的热导率，一个显着的分数的激光能量可以积累在吸收区。根据脉冲重复率，即使单脉冲能量太低而不能引起显著的材料改性，材料也可以被加热到高温。在我们的模拟中，加热到玻璃化转变温度以上的区域与实验中观察到的永久性材料改性区域非常一致。
2015-08-14 physics.optics
Fabrication of micro-structures for optically driven micromachines using two-photon photopolymerization of UV curing resins
紫外光固化树脂的双光子光聚合是一种有吸引力的方法，用于制造尺寸在几十微米范围内的微观透明物体。我们一直在使用这种方法来产生三维结构的光学微操作，在一个基于飞秒激光的光学系统。通过仔细调整激光功率和曝光时间，我们能够创建具有良好定义的3D特征和低于光衍射极限的分辨率的微物体。我们讨论的性能和能力的微细加工系统，其产品的一些例子。
2008-10-30 physics.optics
Tailoring the birefringence of femtosecond-laser-written multi-scan waveguides in glass
Istituto di Fotonica e Nanotecnologie - Consiglio Nazionale delle Ricerche（意大利国家研究委员会光子学与纳米技术研究所）；Dipartimento di Fisica - Politecnico di Milano（米兰理工大学物理系）
本文研究了通过多扫描方法在石英玻璃中实现低损耗波导，通过调节扫描间的水平和垂直位移，独立控制双折射的大小和轴倾角，同时保持与标准光纤的有效模式耦合。
2026-03-26 physics.app-ph physics.optics
Materials processing with tightly focused femtosecond vortex laser beams
这封信是第一次使用紧聚焦的飞秒激光涡旋光束进行材料改性的演示。用参考文献[1]中描述的偏振-奇异光束转换器合成双电荷飞秒涡旋，然后使用中等和高数值孔径光学器件（即，NA = 0.45和0.9）烧蚀熔融石英和钠钙玻璃。通过控制脉冲能量，我们可以始终如一地加工出高质量的微米级环形结构，且凹槽厚度均匀小于100 nm。
2010-06-02 physics.optics
Materials processing with a tightly focused femtosecond vortex laser pulse
这封信是第一次使用紧聚焦的飞秒激光涡旋光束进行材料改性的演示。用参考文献[1]中描述的偏振-奇异光束转换器合成双电荷飞秒涡旋，然后使用中等和高数值孔径光学器件（即，NA = 0.45和0.9）烧蚀熔融石英和钠钙玻璃。通过控制脉冲能量，我们可以始终如一地加工出高质量的微米级环形结构，且凹槽厚度均匀小于100 nm。
2010-06-01 physics.optics
Few pulses femtosecond laser exposure for high efficiency 3D glass micromachining
本研究优化了飞秒激光曝光与化学蚀刻工艺，实现了前所未有的高深宽比3D玻璃微加工，并揭示了激光诱导缺陷对蚀刻选择性的关键作用，同时通过使用更安全的蚀刻剂提供了环保途径。
2021-07-23 physics.app-ph physics.optics
High Precision Microscale 3D Manufacturing of Ultra Low Expansion Glass by Femtosecond Selective Laser Etching
本文提出利用飞秒选择性激光蚀刻技术在超低膨胀玻璃上实现微米级精度的三维制造，并通过光纤孔阵列、V型槽阵列及多功能集成支架等器件验证了从毫米到厘米尺度的可扩展生产能力。
2024-06-28 physics.app-ph physics.optics
Reconfigurable photonics on a glass chip
集成光子芯片的可重构性在当前线性光学量子计算领域的实验中起着关键作用。我们展示了一个可重构的多端口干涉仪实现为飞秒激光写入集成光子器件。该器件包括一个飞秒激光写入的$4\times 4$多端口干涉仪，配备了12个热光移相器，使其成为一个通用的可编程线性光学电路。我们实现了单套马赫-曾德尔干涉仪$\sim10$ ms的快速开关时间，并定量分析了光路的可重构性。我们相信，我们的研究结果将改善目前状态的量子光学实验利用飞秒激光写入光子电路。
2018-05-12 physics.app-ph physics.optics quant-ph
220 fs Er-Yb:glass laser mode-locked by a broadband low-loss Si/Ge saturable absorber
我们展示了飞秒性能的超宽带高折射率对比度饱和布拉格反射器组成的硅/二氧化硅/锗结构，是完全兼容的CMOS工艺。该器件的反射率带宽超过700 nm，饱和损耗的恢复时间为亚皮秒。它用于实现中心波长为1540 nm的Er-Yb：glass激光器的锁模，产生220 fs脉冲，具有迄今为止最宽的输出光谱。
2004-11-25 physics.optics
Part2: Ultra-short pulse laser patterning of very thin indium tin oxide on glass substrates
我们研究了超薄20 nm氧化铟锡（ITO）薄膜在玻璃基板上的选择性图案化，使用343，515，和1030 nm飞秒（fs），和1030 nm皮秒（ps）激光脉冲。在飞秒和皮秒的时间尺度上观察到的所有波长的烧蚀去除机制。对于飞秒激光曝光，在343 nm处的吸收阈值通量值被确定为12.5 mJ/cm 2，在515 nm处的吸收阈值通量值被确定为9.68 mJ/cm 2，在1030 nm处的吸收阈值通量值被确定为7.50 mJ/cm 2，在1030 nm处的吸收阈值通量值被确定为9.14 mJ/cm 2。使用原子力显微镜的烧蚀坑的表面分析证实，从玻璃基板上的膜的选择性去除取决于所施加的能量密度。膜去除示出主要是通过由电子爆炸力产生的超快晶格变形。采用双温模型（TTM）模拟了激光吸收和加热过程。预测的表面温度证实，低于1 J/cm 2的膜去除主要是通过非热机制。
2020-08-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Fast fabrication of optical vortex generators by femtosecond laser ablation
利用飞秒激光烧蚀玻璃上的金膜，实现了基于q板设计的涡旋光束微光学元件的快速制备。使用电流计扫描仪以5 mm/s的写入速度在约1分钟内制备直径约0.5mm的Q板。光栅的周期为0.8微米，槽宽为250 nm，实现了使用飞秒激光烧蚀在343 nm波长。在633 nm波长下对光学涡旋发生器进行了相位和强度分析，证实了设计的性能。通过烧蚀50 nm厚的金膜制成的q板的自旋-轨道转换效率约为3%。这种光栅可以承受高达800 ℃的热退火。它们可以用作使用偏振后选择的光学涡旋发生器。
2018-12-26 physics.optics
Dual regimes of ion migration in high repetition rate femtosecond laser inscribed waveguides
离子迁移的高重复率飞秒激光刻写波导目前被报道在不同的光学玻璃。我们第一次讨论和实验证明存在两个制度的离子迁移发现在激光写入波导。机制I对应于主要通过轻元素迁移（在我们的情况下，原子量<31 u）的初始波导形成，而机制II主要对应于重元素的移动。这种行为引起了人们对一个问题的关注，这个问题以前从未被分析过，并且影响了激光写入的有源波导，其中活性离子迁移改变了它们的局部光谱特性。活性离子的迁移实际上可能使有源光子器件的预先设计的最佳值失谐。本文通过实验证明了这一问题，并提出了解决方案。
2015-05-13 physics.optics
On the possibility of mid-IR supercontinuum generation in As-Se-Te/As-S core/clad fibers with all-fiber femtosecond pump source
提出并优化了一种基于As-Se-Te/As-S纤芯/包层阶跃折射率光纤和飞秒全光纤激光系统的中红外超连续谱（SC）激光光源。在纤芯直径为2 μm的光纤中，对泵浦能量为100 pJ量级的情况下，数值模拟了从~1 μm到8 μm以上的光谱。据我们所知，这种长波长光谱转换的泵浦脉冲在光纤中的2 μm波长的可能性是第一次证明。理论计算是在实际低损耗阶跃折射率As-Se-Te/As-S玻璃光纤的基础上进行的。
2017-05-05 physics.optics
Broadband self-switching of femtosecond pulses in highly nonlinear high index contrast dual-core fibre
在本文中，我们展示了一个脉冲能量控制的非线性自开关的飞秒脉冲在波长为1700 nm的高度非线性高折射率对比度的双芯光纤。这种光纤结构由两个微尺寸纤芯和一个固体包层组成，包层由两种内部开发的热匹配软玻璃制成。在光纤长度为35 mm时，在反常色散区观察到了输入脉冲能量从1 nJ单调增加到3 nJ时的双开关现象。空间强度分布测量确定了16.7 dB的切换对比度，并且两个输出通道的注册光谱揭示了150 nm内的宽带切换行为。所得到的结果表明，一种新型的孤子开关，并代表了一个显着的进展，相比以前的实验工作，具有很高的应用潜力。
2020-10-29 physics.optics
Filamentation of ultrashort laser pulses in silica glass and KDP crystal: A comparative study
利用单向脉冲传输程序研究了800 nm飞秒激光脉冲在石英玻璃和磷酸二氢钾（KDP）晶体中的传输。在熔融石英中的成丝进行了比较，在KDP占缺陷态和电子空穴动力学的存在下，光的自沟道。在KDP中，激光脉冲产生具有高达200 TW/cm $^2$的更高钳位强度的强细丝和具有高于$10^{16}$ cm $^{-3}$的电子密度的更长等离子体通道。尽管有这些差异，在二氧化硅和KDP中的传播动力学几乎是相同的输入功率超过自聚焦的临界功率的相等比率。
2014-05-16 physics.optics
The influence of femtosecond laser wavelength on waveguide fabrication inside fused silica
我们研究了激光波长对熔融石英内激光直写制备光波导和改性材料径迹的影响。激光刻写轨道的大小，材料的修改阈值，结构的变化，和波导写入能量范围显示出强烈的依赖于激光波长范围从紫外到近红外。我们使用了考虑激光激发电子等离子体动力学（通过多速率方程）的数值模拟以及高斯光束理论来计算激光影响体积的大小，并将其与实验结果进行了进一步比较。这项研究深入了解如何预测和设计激光刻写线的空间特征，也有助于理解使用不同激光波长时与激光-玻璃相互作用相关的潜在物理机制。
2018-05-06 physics.optics
Laser-written integrated photonics in glass-ceramics Zerodur
我们演示了飞秒激光直写法在Zerodur块体微晶玻璃中制备波导和定向耦合器。波导传播损耗不超过1.5 dB/cm。我们预计这将导致Zerodur集成光子学在星载天文学，量子技术和基础物理学等领域的部署，以实现经济和技术效益。
2020-11-07 physics.app-ph physics.optics
Femtosecond laser direct-write waveplates based on stress-induced birefringence
使用飞秒激光引入受控的应力状态最近已在石英玻璃中得到证实。我们使用这种技术，结合化学蚀刻，产生和控制应力引起的双折射在一个明确的区域的利益，展示了直接写入波片精确定制的延迟水平。这种剪裁使得能够制造激光写入的偏振光学器件，其可以被调谐到二氧化硅透明的任何波长，并且具有没有任何激光修改的通光孔径。使用这种方法，我们实现了足够的延迟作为一个四分之一波片。的应力分布在通光孔径进行了分析和建模，提供了一个通用的模板，可以用作一组设计规则的激光加工偏振器件。
2016-10-31 physics.optics
Femtosecond-to-millisecond holographic imaging of laser ablation dynamics
Institute for Photon Science and Technology, The University of Tokyo（光子科学技术研究所，东京大学）；Department of Advanced Materials Science, The University of Tokyo（先进材料科学系，东京大学）；RIKEN Center for Advanced Photonics, RIKEN（理化学研究所先进光子学中心，理化学研究所）
研究飞秒激光烧蚀动力学，引入泵浦 - 探测全息成像方法，能在全时间范围重建光场，应用于BK7玻璃烧蚀，捕捉不同阶段变化，确定能量分配与低热影响加工的关系，为追踪材料转变提供途径。
2026-07-21 physics.optics
Formation of plano-convex micro-lens array in fused silica glass using CO2 laser assisted reshaping technique
报道了利用CO2激光辅助整形技术在石英玻璃表面制备高填充因子的平凸球面和正方形微透镜阵列。最初，周期性的微柱已经通过飞秒激光束在玻璃表面上编码。之后，通过在微柱的顶部上照射CO2激光束来抛光微柱数次。因此，在熔融石英玻璃表面上形成微透镜尺寸为50 μ m × 50 μ m的球形微透镜阵列和微透镜尺寸为100 μ m × 100 μ m的方形微透镜阵列。我们也研究了光通过球面微透镜阵列雕刻玻璃样品的强度分布。仿真结果表明，球面微透镜阵列的焦距为35 μ m。此外，我们研究了微透镜阵列雕刻玻璃样品的光学特性。所提出的基于CO2激光的整形技术是简单和快速的，显示出在各种透明材料中的光滑微透镜阵列的制造的承诺。
2016-05-29 physics.optics
Laser written waveguides to the sample edge
University of Oxford（牛津大学）
本文提出了一种无需抛光的激光波导制作方法，通过边缘掩膜和能量调节，实现了与单模光纤匹配的波导，提升了光子封装的应用前景。
2026-02-24 physics.optics
Generation of heralded single photons beyond 1100 nm by spontaneous four-wave mixing in a side-stressed femtosecond laser-written waveguide
我们在飞秒激光直写玻璃波导中实现了单片可集成的先驱光子源。具有宽波长间隔的光子对的产生需要在正常色散区中伴随的大双折射。在这里，通过纳入侧应力轨道，我们生产的波导的双折射率为$1.64\times~10^{-4}$和980 nm附近的传输损耗低至0.21 dB/cm。我们测量了波长间隔为300 nm的光子对，其内部产生速率超过$5.05\times10^6$ /s。二阶关联表明，产生的光子对是在一个强非经典的制度。
2015-11-26 physics.optics quant-ph
Thermally-Reconfigurable Quantum Photonic Circuits at Telecom Wavelength by Femtosecond Laser Micromachining
集成量子光子学在电信波段的重要性在于与为经典通信开发的光网络基础设施接口的可能性。在此框架下，飞秒激光写入集成光子电路，已经评估的量子信息实验在800 nm波长范围内，有很大的潜力。事实上，这些写在玻璃中的电路可以在电信波长处与输入/输出耦合光纤完美地模式匹配，这是未来量子光网络中低损耗处理节点的关键要求。此外，对于一些应用，量子光子器件还需要动态可重构。在这里，我们实验证明了高性能的飞秒激光写入光子电路的量子实验中的电信波段，我们展示了使用的热移位器，也制造了相同的飞秒激光器，以准确地调整它们。国家的最先进的单光子和双光子状态的操纵被证明，与条纹活力大于95%。这为在该技术平台上实现可重构量子光子电路开辟了道路。
2015-12-14 physics.optics quant-ph
3D printing of hierarchical structures made of inorganic silicon-rich glass featuring self-forming nanogratings
提出一种利用飞秒激光在无机富硅玻璃中3D打印具有自成型纳米光栅分层结构的方法，结合多光子交联与纳米光栅自成型，成功打印出高性能微型超级电容器。
2024-03-25 physics.app-ph physics.optics
Direct-write laser-induced self-organization and metallization beyond the focal volume in tellurite glass
我们报告的自组织过程中，在重复飞秒激光照射下的制度，累积效应导致局部熔化的钾钨碲酸盐玻璃表面上发起的。具体来说，我们表明，自组织的周期性图案组成的平行纳米平面垂直于激光偏振形成和延伸超出直接激光照射下的区域。检查的改性区域显示从玻璃态碲氧化物的结晶元素碲的相变。此外，我们观察到，这种自组织过程，与元素的重新分配和脱氧，是由光场强度触发。我们认为，早期的自组织纳米结构形成的局部场增强，随后加强了金属化事件在露天大气中。
2021-04-06 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
High-fidelity glass micro-axicons fabricated by laser-assisted wet etching
本文报道了利用激光辅助湿法刻蚀和激光抛光技术制备玻璃微锥镜的实验研究。所采用的技术，依赖于一个有效的直接写入过程中的飞秒激光，允许揭示高保真度的配置文件，而在加热的氢氧化钾（KOH）溶液中蚀刻。然后通过二氧化碳（CO2）激光抛光使剩余的表面粗糙度平滑。这种抛光仅限于部件的表皮，使得尖端仅略微变圆，具有接近200 μm的曲率半径。然后用500 μ m直径的轴棱锥表明，准贝塞尔光束是在尖端之后产生的，并且在几乎3.5 mm的传播距离上保持5.3 μm的直径。
2021-10-23 physics.app-ph physics.optics
Femtosecond-laser-induced nanoscale blisters in polyimide thin films through nonlinear absorption
飞秒激光脉冲的非线性吸收提供了一个独特的机会，将能量沉积在任何介质中的一个区域是低于脉冲的焦点直径。通过透明的高带隙材料（如玻璃）照射聚合物薄膜，然后在聚合物中非线性吸收800 nm的光，使我们能够进一步限制沿传播方向的非常薄的层的吸收。我们通过模拟飞秒激光诱导的聚合物改性的线性，双光子和三光子吸收，并讨论了控制聚合物中的能量吸收，多光子过程提供了这种限制。能量沉积在薄聚合物膜后面引起突出的水泡。我们目前的实验结果与脉冲能量的气泡直径和高度缩放。使用0.95 NA聚焦，我们获得了直径小至700 nm的激光诱导气泡，这表明基于气泡的激光诱导前向转移在单微米尺度上和以下是可能的。使用飞秒激光形成亚微米气泡也提供了一种新的方法，直接，精确的激光写入的微结构的薄膜上的单激光脉冲。该方法是光刻、激光铣削和基于激光的增材加工的可能替代方案，其保持表面成分不变。
2020-05-08 physics.app-ph physics.optics
Controlling ultrafast laser writing in silica glass by pulse temporal contrast
本文通过对比飞秒Yb:KGW与Yb光纤激光脉冲的时间对比度，揭示了脉冲后沿低强度分量对石英玻璃中能量沉积和改性类型的关键影响，实现了对纳米孔和双折射结构的选择性写入。
2024-01-17 physics.app-ph physics.optics
Ultrafast laser inscribed waveguides in tailored fluoride glasses: An enabling technology for mid-infrared integrated photonics devices
氟化锆（ZBLAN）玻璃是基于光纤的中红外光子学中使用的标准材料，经过重新设计，可以通过飞秒激光直写制造高折射率对比度低损耗波导。我们证明，在纯ZBLAN相比，接近10 $^{-2}$的正折射率变化可以诱导在混合锆/铪（Z/HBLAN）玻璃在超快激光铭文，并表明这可以解释由电子云畸变效应，这是由两个玻璃形成者的存在驱动的对比极化。已经成功地制造了高数值孔径（NA）的I型波导，其支持具有小至12 $μ$ m的模场直径（MFD）的良好限制的3.1 $μ$ m波长模式。这些发现为制造中红外集成光子器件打开了大门，这些光子器件可以很容易地被尾纤连接到现有的ZBLAN光纤上。
2022-08-31 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.optics
Sub-40nm Nanogratings Self-Organized in PVP-based Polymer Composite Film by Photoexcitation and Two Sequent Splitting under Femtosecond Laser Irradiation
激光诱导周期性表面结构（LIPSS）由于其广泛的应用而受到广泛的关注。不同材料的组合允许更大的自由度来定制它们的功能并实现在均质材料中不可能实现的响应。利用飞秒（fs）激光照射Fe掺杂的聚乙烯吡咯烷酮（PVP）复合膜，可以在表面以极高的效率自组织出周期小至35.0（$\pm$ 2.0）nm的高度规则的超细纳米光栅（U-纳米光栅）。U纳米光栅的周期可以通过改变激光束的扫描速度（沉积能量）和复合膜的厚度来控制。基于实验、理论和模拟结果，我们提出了一个两步形成机制：复合膜激发和两次光栅分裂。该复合膜的高光敏性和低玻璃化转变温度有利于超细纳米结构的制备。所提出的复合材料设计方法和制备工艺不仅可以为获得高度规则的U纳米光栅提供策略，而且还可以为探索极端条件下超短脉冲与物质之间的相互作用物理提供平台。
2022-03-15 physics.app-ph physics.optics
Raman Microspectroscopy for Real-Time Structure Indicator in Ultrafast Laser Writing
University of Oxford（牛津大学）
本文提出利用拉曼显微光谱实时评估飞秒激光写入金刚石石墨电极的电学性能，以1332 cm⁻¹ sp3谱线耗尽作为电阻预测指标，并结合高光谱解混方法，为规格驱动的飞秒激光微加工提供通用监测方案。
2025-11-08 physics.app-ph physics.optics
Nondestructive femtosecond laser lithography of Ni nanocavities by controlled thermo-mechanical spallation at the nanoscale
提出了一种利用飞秒激光直写光刻技术在铁磁薄膜中形成纳米空穴的新方法。为了证明这一概念，我们用单个强飞秒激光脉冲照射300~nm的薄镍膜，通过玻璃基底，并在镍-空气界面处产生复杂的表面形貌。使用高于烧蚀阈值的能量密度，该过程是破坏性的，并且照射导致在烧蚀坑周围形成200 nm的镍薄片，如通过电子显微镜所看到的。通过逐步降低峰值激光能量密度，略低于烧蚀阈值的形成封闭的spiritual腔的干涉显微镜证明。通过电子和光学干涉显微镜的系统研究，使我们能够获得的热机械机制，导致spectrometry在固-熔界面，分子动力学模拟支持的结论的理解。我们实现了对spectrum过程的控制，从而能够制造封闭的spectrum纳米腔及其周期性排列。由于它们的拓扑结构，封闭的磁性纳米腔可以支持多种激发（磁，光，声，自旋电子）的独特耦合。因此，他们提供了一个独特的物理操场，在不可用之前，磁性，磁光子和磁声应用。
2020-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
A Directly-Written Monolithic Waveguide-Laser Incorporating a DFB Waveguide-Bragg Grating
报道了第一台C波段直写单片波导激光器的研制和性能。波导激光器装置在掺铒和镱的磷酸盐玻璃基质中产生，并且由包括分布反馈布拉格光栅结构的光波导组成。飞秒激光直写技术被用来创建波导和波导布拉格光栅同时在一个单一的加工步骤。波导激光器在约980 nm处被光泵浦，并在1537 nm处被激射，带宽小于4 pm。
2008-02-08 physics.optics
Optical and microstructural studies of femtosecond laser treated amorphous germanium thin coatings
本研究通过飞秒激光辐照非晶锗薄膜，利用扩展双温模型和X射线衍射等手段，揭示了热积累效应占32%，高通量下产生结晶且无氧化，表面熔融成颗粒状，吸光度增加并计算了光学带隙。
2024-08-21 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Direct laser written aperiodic photonic volume elements for complex light shaping with high efficiency: inverse design and fabrication
光在许多应用中起着核心作用。解锁其多功能性的关键在于将其塑造成最适合手头任务的形式。特别定制的折射率修改，使用短脉冲激光直接在玻璃内制造，使光流几乎任意控制。然而，这些修改的定量知识，以及制造精度的严格要求，到目前为止，阻止了光效率的非周期性光子体积元件（APVE）的制造。在这里，我们提出了一个强大的方法来设计和制造的光效率APVE。我们优化了数十万微观体素的特定应用3D排列，并使用飞秒激光直接写入毫米大小的玻璃体积来制造它们。我们通过实验实现了前所未有的高达80%的衍射效率，这是通过精确的体素表征和制造过程中的自适应光学实现的。我们展示了具有各种功能的APVE，包括空间模式转换器和组合的强度整形和波长复用。我们的元件可以自由设计，并且高效、紧凑和坚固。我们的方法不仅限于硼硅酸盐玻璃，而且可能扩展到其他基板，包括双折射和非线性材料，提供更广泛的功能，包括偏振调制和动态元件的预览。
2022-11-22 physics.optics
Highly ordered LIPSS on Au thin film for plasmonic sensing fabricated by double femtosecond pulses
提出双飞秒脉冲技术，在薄金膜上单步制备大面积高度有序LIPSS，实现超窄表面晶格共振，为低成本生物传感等应用提供新途径。
2025-05-24 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Laser-Induced Gas-Phase Transfer and Direct Stamping of Nanomaterials: Comparison of Nanosecond and Femtosecond Pulses
本文比较飞秒与纳秒激光脉冲在不同距离下基于鼓泡的hBN激光诱导前向转移，揭示直接压印与气相喷射机制，并确定低通量ns脉冲近距离转移为最佳可重复条件。
2024-12-26 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Three-dimensional imaging of direct-written photonic structures
三次谐波产生显微镜已被用来分析使用飞秒激光直写技术创建的光子结构的形态。研究了在熔融石英和掺杂磷酸盐玻璃中写入的三维波导阵列和波导布拉格光栅。一个无传感器的自适应光学系统被用来纠正光学像差发生在样品和显微镜系统，它具有小于500 nm的横向分辨率。这种非破坏性测试方法创建光子器件的体积重建，并揭示其他线性显微镜和折射率轮廓测量技术不可见的细节。
2010-09-15 physics.optics
