五秒激光编写的三维波导光束分离器在MgO合的石化晶体LiTaO₃中

科学领域:

• 光子学和光学工程 光子学和光学工程
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 激光物理 激光物理

背景情况:

• 三维 (3D) 光子设备对于先进的光学系统至关重要.
• 高精度制造复杂的3D波导结构仍然是一个挑战.
• 用MgO合的石化坦酸盐 (MgSLT) 是非线性光学和集成光学的一个有前途的材料.

研究的目的:

• 在MgSLT晶体中设计和制造紧的3D波导光束分割器.
• 为了展示femtosecond激光直接写字的功能,用于创建复杂的3D光子结构.
• 研究激光照射引起的微观结构变化及其对光学特性的影响.

主要方法:

• 使用 femtosecond激光直接写入MgSLT晶体内的波导结构.
• 实现光子晶格状的外波导与轴性缺陷轨道用于光束分裂.
• 采用共聚焦微拉曼 (μ-Raman) 光谱技术,对激光诱导的修饰进行空间映射.

主要成果:

• 在3D中成功制造了1×2,1×3和1×4波导光束分割器.
• 为制造的光束分割器实现了几乎均的分割比.
• 证实了激光编写的指导核心中大量的晶体特性得到了很好的保存.

结论:

• 五秒激光直接写作为制造高度紧的3D光子设备提供了一种有效的方法.
• 开发的技术可以在MgSLT中精确控制光导和光束方向.
• 这项工作为新的3D集成光学电路和设备铺平了道路.