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    飛秒貝塞爾光束直寫助力光子晶體快速製備

    發布日期：2024-05-31    

    文獻分享-飛秒貝塞爾光束直寫助力光子晶體快速製備

     

    一、研究背景

    光子晶體是一種在光學尺度上具有周期性介電結構的材料，可以產生被稱為光子帶隙的“禁止”頻率。通過對材料內部結構進行設計和製備，可以實現不同的禁止頻率，使人們操縱和控製光子成為可能。基於這種特性，光子晶體被廣泛應用於新型光電器件集成、光通信及傳感檢測等領域。

    飛秒激光由於超短的脈衝寬度和超高的峰值功率，理論上可以對任意材料進行加工，精度高、熱影響小，使其成為一種極具潛力的微結構製備手段。目前，已有許多研究團隊成功利用飛秒激光在铌酸鋰晶體的表麵及內部進行溝槽、波導等微結構的製備，但是受限於傳統飛秒高斯光束極短的瑞利長度，以飛秒激光直寫獲得铌酸鋰晶體高深徑比微孔結構仍是一個挑戰。

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    使用蜜桃免费观看光光電的光纖蜜桃免费视频對微孔陣列的透射光譜進行測量，分析機製原理並提高了加工工藝，成功實現了大麵積、高深徑比微孔陣列的一步製備,對未來铌酸鋰光子晶體器件的製備具有重要的指導意義過性。

                      

    二、實驗過程：

    圖1是飛秒貝塞爾光束光子晶體結構直寫裝置架構。蜜桃视频成年APP入口輸出的原始高斯光束通過擴束鏡後平行入射至底角為2°的錐透鏡產生第一區貝塞爾光束。通過聚焦鏡對光束進行空間尺度壓縮，整形後最終輸出的貝塞爾光束直徑約為2 μm。

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    圖1飛秒貝塞爾光束直寫裝置架構圖(LN :铌酸鋰)

     

    如圖2所示，通過控製激光重複頻率及平台移動速度，在無間歇動態掃描過程中實現飛秒激光單脈衝連續加工,一步完成微孔陣列的製備。

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     圖2微孔陣列製備示意圖

    三、研究內容

    隨著激光平均功率的增加，微孔的入口徑向尺寸、平均直徑及深度均增大，這說明了激光工藝參數對微孔形貌的可控性。如圖3所示，通過調節飛秒貝塞爾光束與樣品的相對位置（從0μm至200μm）可以有效延長微孔深度，並有選擇地調控微孔形成區域。值得注意的是，光束和樣品相對位置的改變並不會對微孔孔徑造成影響，展現出貝塞爾光束對微孔孔徑與孔深具有強大的解耦能力，有利於實現材料內部各種形貌、尺寸微孔結構的製備。

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    圖3貝塞爾光束焦點區域和材料的相對位置對微孔形貌的影響

    圖4 (a)、(b)是在铌酸鋰晶體內部製備了間隔為4 μm，孔徑為715 nm，深徑比約為700∶1的微通孔陣列。如圖4 (c)所示，采用波長範圍為400~1100 nm的線偏振光分別從原始铌酸鋰晶體端麵和已製備微孔陣列的光子晶體端麵沿垂直於微孔陣列的方向入射，使用光學顯微鏡從不同樣品的另一端麵觀察出光情況。圖4(d)所示為顯微鏡觀察到的出光現象。圖4(e)為測量得到的晶體樣品的透射光譜，可見，製備有光子晶體微孔陣列的樣品呈現出明亮的藍綠色(光譜測量顯示該波段範圍為450~510 nm )，而沒有製備微孔結構的原始樣品則呈現出與入射光相近但較暗的顏色。光子晶體樣品所呈現的藍綠色則說明微孔陣列對450~510 nm波段範圍內的光具有選擇透過性,證實了所製備光子晶體的良好濾波特性。


    圖4飛秒貝塞爾光束直寫周期性微孔陣列。(a)基於微孔陣列的光子晶體器件實物圖; (b) 微孔橫截麵的偏光顯微鏡照片以及對應的SEM圖片; (c)光子晶體濾波性能測試示意圖(圖中雙箭頭表示光束偏振方向); (d)光子晶體濾波性能測試結果; (e)光子晶體樣品的透射光譜

    四、結論

    通對飛秒激光貝塞爾光束製備了大麵積铌酸鋰微孔陣列。使用蜜桃免费视频進行透射測試，發現該光子晶體結構具有很好的波長選擇透過性。這種高效可靠結構加工方式為更多铌酸鋰光子晶體器件的製備提供了新途徑。

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    文獻來源

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    五、產品推薦

    1、產品簡介

    現如今飛秒激光加工已應用於眾多固體材料，範圍涵蓋金屬，半導體，電介質以及聚合物等。可以通過蜜桃免费视频對激光的光譜進行測量與分析，做相應的光譜展寬，更寬的光譜與更好的光譜形狀往往意味著更短的脈衝壓縮極限，目前蜜桃免费观看有不同譜寬的蜜桃免费视频產品可供選擇。

     

     

    產品型號

    XS11639

    HS2048

    Area2000


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    波長範圍

    850-1100nm

    650-1200nm

    750-1300nm

    分辨率

    ~0.8nm@25μm

    ~0.7nm@25μm

    ~0.6nm@25μm

    像元通道數

    2048 pixels

    2048 pixels

    2048×64 pixels

    雜散光

    ~ 1%

    ~2%

    ~2%

    信噪比

    380：1

    600：1

    550：1

    尺寸大小

    75*63.5*35 mm

    98*80*24 mm

    100*85*28.5 mm

    檢測器積分時間

    50 µs-65 s

    50 µs-65 s

    50 µs-65 s

    光纖插拔一致性

    ≤7%

    ≤7%

    ≤7%

    響應線性度

    ≥98%

    ≥98%

    ≥98%

    數據接口

    USB2.0、RS232

    USB2.0、RS232

    USB2.0、RS232

    光纖接口

    Key-SMA905

    Key-SMA905

    Key-SMA905

    AD采樣

    16 bit

    16 bit

    16 bit

    擴展功能接口

    24PIN

    24PIN

    24PIN

     

    2、產品特點

    Ø 可適配蜜桃免费观看帶銷多芯密排集束光纖，光纖插拔強度一致性≦7%；

    Ø 紫外光譜響應強；

    Ø CCD量化背景噪聲≦30RMS（100ms積分時間）；

    Ø 配置USB、串口多種通訊接口，配置24PIN交互接口，配置專有DAC和ADC，可實現配套光源的使能、強度控製和功率反饋。

     

     


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