体积改性
玻璃中的双折射体积改性
形状诱导的双折射延迟变化会在平行偏振光下产生不同的颜色
交叉偏振光中形状诱导的双折射 – 延迟变化
飞秒激光玻璃双折射体改性技术，是利用超短激光脉冲改变玻璃内部结构，从而产生形状双折射。这一过程会引发相位延迟的变化，使得玻璃的不同区域对光线产生不同的折射效果。当在平行偏振光下观察时，这些区域会产生干涉效应，进而呈现出颜色差异。通过调整激光参数，该工艺能够精确控制双折射特性及由此产生的颜色，因此在光学数据存储、安全标记和艺术设计等应用领域具有重要价值。
三维波导形成
在熔融石英中制造的三维波导
由 Workshop of Photonics 提供
在熔融石英中制造的三维波导
由 Workshop of Photonics 提供
飞秒激光波导写入是一种理想的集成光学器件制造技术，能够在玻璃、晶体和聚合物等材料中直接写入波导结构。由于其众多优势，该方法被广泛应用于电信和其他领域，包括可设计二维和三维结构、加工速度快、耦合损耗和传播损耗低，以及能够灵活创建弯曲波导轨迹。此外，它支持从可见光到电信频率的多种波长，具有极高的多功能性。
色心形成
激光写入颜色中心的示意图（左），包含激光写入颜色中心阵列的碳化硅材料（右）。
由 RMIT University, Melbourne 提供
宽带隙半导体中的色心对量子技术而言至关重要，它们既可以产生单光子源，也能用作自旋量子比特，还可应用于量子传感领域。飞秒激光写入技术能够在碳化硅、氮化镓等材料中形成与空位相关的色心，进而产生从可见光到红外光谱范围的光致发光。
色心的形成过程涉及在通常为透明的材料中产生点缺陷或缺陷簇，这些缺陷与被捕获的电子或空穴相关联。当缺陷的电子基态通过吸收激光能量被激发至更高能态时，这些色心会使固态材料呈现出颜色。
Laser manufacturing of spatial resolution approaching quantum limit
Light: Science & Applications • 2024
Unlocking high photosensitivity direct laser writing and observing atomic clustering in glass
Nature Communications • 2024
Highly Emissive Deep-Red Perovskite Quantum Dots in Glass: Photoinduced Thermal Engineering and Applications
Advanced Optical Materials • 2021
Photoluminescence of Point Defects in Silicon Dioxide by Femtosecond Laser Exposure
physica status solidi (a) • 2021
Color Centers Enabled by Direct Femto-Second Laser Writing in Wide Bandgap Semiconductors
Nanomaterials • 2020
Laser writing of color centers in silicon carbide
SPIE Micro + Nano Materials, Devices, and Applications 2019 • 2019
Photoluminescence in hexagonal silicon carbide by direct femtosecond laser writing
Optics Letters • 2018
Analysis of defects patterned by femtosecond pulses inside KBr and SiO2 glass
Applied Physics A • 2016
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