激光双线法在钕掺杂磷酸盐玻璃中制作埋藏波导

"在本文中，研究者利用飞秒激光双线法在掺钕磷酸盐玻璃中制备了一种埋藏波导。通过这种方法，他们观察到激光照射区域玻璃网络的膨胀，这导致了应力诱导的正折射率变化。这一变化使得两个分离的轨迹之间的光波导效应得以实现。通过测量近场模式，重构了波导的折射率差分剖面，并且使用散射技术测量了传播损耗。这项工作发表在2013年的《中国光学快报》上，属于激光微加工和光纤技术领域。" 文章详细讨论了在掺钕磷酸盐玻璃中利用飞秒激光制备埋藏波导的过程和技术。飞秒激光是一种具有极短脉冲持续时间（千万亿分之一秒）的激光，这种高能激光可以精确地在材料内部进行微细加工，而不对周围材料造成显著影响。在这个实验中，研究者采用双线方法，即通过两次连续的激光扫描在玻璃中形成两条相邻的轨迹，这两条轨迹间的相互作用产生了波导结构。 Raman光谱分析揭示了激光处理区域内的玻璃网络结构发生了膨胀。这是由于激光能量的注入导致玻璃结构的局部热膨胀和随后的冷却，从而改变了玻璃的密度和网络拓扑。这种结构变化伴随着折射率的增加，是由于激光诱导的应力分布引起的。这种正折射率变化是波导形成的关键，因为它使得光线能够在两个分离的激光处理通道之间有效地传播。 为了进一步理解波导的特性，研究者重构了波导的折射率差分剖面。这个过程通常涉及测量波导的近场模式，这些模式反映了光在波导中传播的方式。通过分析这些模式，可以推断出折射率的变化情况，这对于优化波导设计和理解其性能至关重要。 此外，研究者还通过散射技术测量了波导的传播损耗。传播损耗是指光在波导中传播时由于吸收、散射和其他非理想效应导致的能量损失。这种测量对于评估波导的实际应用潜力，如激光器、传感器或光通信设备中的组件，是必不可少的。 这项工作展示了飞秒激光技术在精密光学材料加工中的潜力，特别是在创建高性能的光学波导方面。通过这种方法，可以在掺杂有活性离子（如钕离子）的玻璃中制作出具有特定功能的光学组件，这对于发展新型光纤通信系统、光子集成电路以及固体激光器等领域具有重要意义。