低频飞秒激光下石英玻璃中II类波导的偏振导光特性及其研究

本研究论文聚焦于低重复频率飞秒激光在石英玻璃中的应用，探讨了这种新型技术如何在材料内部自组织形成纳米条纹，并探究了这些条纹与激光参数和扫描参数之间的关系。研究的核心是飞秒激光诱导的纳米光栅，其横截面上的填充因子会随着扫描参数的变化而变化。在特定的写入窗口下，这些纳米光栅展现出明显的偏振依赖导光特性，被定义为Ⅱ类波导。 Ⅱ类波导是指其传输特性受到光波的偏振状态影响的光引导结构。实验中，研究人员着重研究了六边形结构的Ⅱ类波导，发现它们与使用100kHz重复频率的飞秒激光进行光刻得到的波导特性有相似之处。这表明低频飞秒激光可以有效地用于创建具有特定导光特性的光引导结构。 理论部分，论文构建了Ⅱ类波导和六边形结构横截面折射率轮廓的理想模型，通过有限元方法对这些波导的模式进行了深入分析。关键发现是，Ⅱ类波导的偏振依赖导光性并非源于纳米光栅的形序双折射，而是源于光栅的偏振依赖散射机制。这是一项重要的理论突破，因为它揭示了控制和利用光束在纳米尺度上偏振行为的新途径。 总结来说，该研究不仅提供了关于飞秒激光在石英玻璃中写入Ⅱ类波导的详细工艺过程，还深入解析了其背后的物理机制，对于理解和优化此类光导结构的设计以及在光通信、量子信息处理等领域有着潜在的应用价值。这项工作对于推动激光光学技术的发展，特别是在微纳光学和光子ics领域，具有重要意义。