透明介质材料的超快激光微纳加工研究进展

透明介质材料具有高透光性、高耐热性和良好的耐腐蚀性,被广泛应用于航空航天、微电子器件和光学元件等领域,这些应用对透明介质材料微纳加工的精度与质量提出了一定的要求。超快激光具有超高的峰值强度与超短的脉冲持续时间,可突破衍射极限并极小化热影响区,具有出色的加工精度与加工质量,为透明介质材料的微纳尺度加工提供了多样化的手段。综述了透明介质材料的超快激光微纳加工研究进展,包括超快激光加工透明介质材料的内部结构、相关机理和应用领域三个方面,并对透明介质材料的超快激光微纳加工进行了总结与展望。     

近红外强激光诱导KCl晶体的F心

一般卤素化合物晶体在可见光区域是透明的 ,经过合适的化学或物理方法处理 ,可在晶体中形成色心而具有特有的颜色。常用的物理方法是短波长紫外线辐照或射线辐照 (X射线 ,γ射线或电子束射线 )。通常经这些辐照方法处理后 ,可使卤素化合物晶体样品均匀着色。自上世纪 90年代以来 ,人们对超快强激光 (经聚焦后的超短脉冲激光束 )与材料的相互作用表示出了极大的兴趣。许多实验事实证明 ,这种超快强激光可诱导材料结构上的显微改性 ,并认为玻璃材料的结构较之晶态材料具有可塑性 :用这种强激光与玻璃态材料相互作用后 ,使玻璃在不必改变组份…     

基于计算技术的超快光纤激光研究进展与展望(特邀)

计算技术的引入给超快光纤激光带来了全新的研究方法和实际效果。文中简要总结计算技术应用于脉冲光纤激光的研究历程，梳理发展脉络，全面展示了计算技术促进超快光纤激光研究发展的使能特性。计算技术与超快光纤研究的进一步深度融合，有可能开辟新的研究与应用领域。     

以钠原子云冻结光

光子的非常速度在普通材料中为每秒20～30万公里表明它是下一代计算机理想的信息载体。但与电子不同，光子极难储存，因而不适于记忆。现在，Hau等人的一项新研究进展演示了能把光脉冲囚禁达1 ns的系统，在这段时间里，光脉冲本应运行200 km。 这项工作是同一小组在以往工作的基础上完成的，他们曾用一群超冷钠原子使光脉冲的传播速度减到每秒仅17 m。 系统利用在钠原子云中的“电磁感应透明”现象。原子云被囚禁并冷却到约1 μK的温度，把原子置于基态(最低能态)，于是原子云将可快速吸收探测激光，假若激光的频率对应于原子的激发态能级之一，原子在这些频率上便变为不透明。 然后再用第二束激光(耦合激光)照射它，该激光被仔细调谐在原子的两个超精细能级上，引发了基态和激发态的不寻常的量子迭加，改变了可用的能级。这时，调谐于原来能级的探测激光就不能被吸收换句话说，原子云变为透明。 由于样品如此之冷，透明的频带极窄。这种强的频率依赖性等效于一个非常高的折射率，导致观察到的光传播速度阻滞。 当来自探测激光器的光脉冲完全进入样品后，耦合激光突然关闭，情况将会怎样呢?此时样品将再次变得不透明，而且脉冲光不能钻出来。现在，最奇特的事情发生了，再次开启耦合激光后，光脉冲重建，并钻出原子云向前传播，就像什么也没发生一样。该组证实，输出脉冲的长度可因耦合激光功率的改变而变化，甚至可通过快速开关耦合激光将它斩为至少三段小脉冲。 研究者认为量子计算将受益于这项发现。这一技术还可能提供一种在多路编码元之间转移信息的方法，同时又能保持它们最最重要的东西相干性。 (蔡惟泉)     

激光应用与全息术和光学信息处理

SPIE-Vol.4088 0224555SPIE 会议录,卷4088:激光精密微加工=Proceedingsof SPIE.Vol.4088:Laser precision microfabrication[会,英]/Japan Laser Processing Society.—409P.(E)本会议录收集了在日本 Saitama 召开的激光精密微加工会议上发表的90篇论文,内容涉及日本激光精密加工现状,激光微处理,超快脉冲处理,激光烧蚀透明材料,InP 脉冲激光氮化处理,应用分子激光器对硅片微钻孔,飞秒激光器微加工,印刷电路板上激光打孔,激光光刻,激光切割与微焊接,脉冲激光淀积,玻璃材料处理。     

复合介质薄膜中的声子振荡弛豫

随着激光技术的发展，人们能获得的激光脉冲越来越短，这样，可以对物质在飞秒领域的超快现象进行直接的瞬态弛豫研究．超快光脉冲与物质的相互作用是科学与技术的一个前沿领域，利用超短激光脉冲诱导出样品中的非平衡态载流子，测量样品的瞬态光谱的变化是近年来发展的一种研究样品中非平衡态电子声子弛豫的新技术．在超快激光脉冲作用下引起样品瞬态光学透过率随时间变化的测量中，使用了飞秒脉冲激光器、泵浦-探测（PumP－Probe）技术、计算机控制的光学延迟线、锁定放大器及数据采集系统．激光脉冲宽度为165fs,波长为647urn，脉冲重复…     

飞秒激光在透明介质中制备波导器件进展

飞秒激光脉冲通过非线性相互作用可以在透明介质内部诱导载流子的激发、弛豫和折射率改变,从而用于制备光波导器件。飞秒激光无法比拟的高度局域三维加工能力使其在有源和无源波导器件制备中被广泛研究。综述了飞秒激光在多种透明介质中诱导折射率改变的机理、波导器件制备的实验进展和波导性能优化技术,分析了其研究趋势和应用前景。     

“超快激光微纳制造机理及新方法”专题前言

超快激光具有超强、超快、超精密的特性,是制造技术领域的前沿方向和重要生长点之一。超快激光与材料相互作用,改变材料的物态和性质,实现微米至纳米尺度或跨尺度的控形与控性,多年来一直备受关注。以往制造基础研究的观测/调控均局限于原子/分子及以上层面,以超快激光为工具的超快化学的诞生使电子层面的观测/调控成为可能,有望使制造新原理/新方法获得突破。     

推进飞秒技术极限——啁啾介质反射镜

推进飞秒技术极限──啁啾介质反射镜当今激光物理学主要动向之一是研究和发展飞秒激光源。产生短电磁波的动力来自科学技术诸多领域。超短光脉冲能获得物质状态的“快照”，和随之在微观层次上超快过程的演变。探测半导体载流子动力学、化学键的形成和断裂或生物学光致异...     

透明脆性材料的bottom-up激光高速钻孔

与传统的激光钻孔不同,透明材料的bottom-up钻孔是将激光穿过材料,聚焦于材料的下表面,由底部一层一层地将材料向上去除。基于不同脉宽的激光,探讨了玻璃材料bottom-up钻孔的机理。结果表明:除了超短脉冲激光外,纳秒激光亦可以实现bottom-up钻孔,而且更容易实现零锥度钻孔;bottom-up钻孔效率随脉宽减小而降低,2 ns～50 ps激光的切割效率比超快激光高,此结果不同于常用的top-down加工的结果,文中亦尝试对此现象进行了解释。