飞秒激光刻写掺Er3+氟碲酸盐玻璃光波导：传输性能与应用

"飞秒激光在掺Er3+‘无水’氟碲酸盐玻璃中写入光波导的研究，展示了利用超短脉冲激光技术在特殊玻璃材料中创建高效光波导的可能性。" 本文详细探讨了飞秒激光技术在集成光学领域的应用，特别是在制造光波导方面的创新。飞秒激光是一种极短脉冲宽度（120fs）的激光，具有高能量密度和非线性吸收特性，使得它成为微加工领域的一个有力工具。在本研究中，科研人员使用了重复频率为1kHz，中心波长为800nm的飞秒激光，在掺Er3+的“无水”氟碲酸盐玻璃中实现了横向刻写I类和压低圆包层波导。 "无水"氟碲酸盐玻璃是一种特殊的光学材料，因其优良的光学性能和热稳定性而被广泛用于光子器件。掺杂Er3+离子可以增强材料的光学活性，特别是对于红外光谱区的光通信和激光产生具有重要意义。通过调整激光刻写参数，研究人员成功地获得了两种导光模式表现良好的波导结构。通过对波导的近场模式强度分布的分析，重构了它们的折射率分布图，结果显示两类波导的最大折射率增加量分别为1×10-4和1.9×10-4。 传输损耗是衡量光波导性能的重要指标。通过散射法，研究人员测得I类波导的传输损耗为1.04 dB/cm，而压低圆包层波导的传输损耗则小于1.88 dB/cm，表明这种飞秒激光刻写的波导具有较低的传输损耗，有利于信号的高效传输。这为开发高性能的集成激光光源提供了可能。 集成光学是将多种光学组件集成在一个小型化、高效率的平台上，飞秒激光刻写技术则为此提供了精确且可控的微纳制造手段。文中提到的掺Er3+“无水”氟碲酸盐玻璃中的光波导，因其低损耗和优良的光学特性，尤其适合于构建集成光学系统，如光调制器、光开关以及光通信设备等。这些研究成果对于推动未来光电子技术的发展，尤其是在光子集成电路的制造上，具有显著的应用前景和科学价值。 关键词涵盖了集成光学、光波导、飞秒光刻、狭缝整形以及掺Er3+“无水”氟碲酸盐玻璃等核心概念，突显了这篇研究的跨学科性和创新性。文章的中图分类号TN249和TN25分别对应于光学技术和光学材料，文献标识码A表示这是原创性的科学研究论文，而doi:10.3788/AOS201535.0413001则是该论文的数字对象标识符，方便后续引用和检索。