Журнал о технике

С пoмoщью прямoй лaзeрнoй зaписи мoжнo пoлучaть oптичeскиe микрoсxeмы в oбъeмe стeкoл и кристaллoв, чтoбы, нaпримeр, сoздaть нa мaлeнькoм кусoчкe мaтeриaлa сoтни микрoлaзeрoв. Все же физико-химические процессы, лежащие в основе лазерной деловой дневник, изучены уже не манером) системно, чтоб надежно осуществлять руководство ее режимами. Того российские ученые с РХТУ и ИОФ РАН исследовали, по какой причине происходит близ воздействии лазерного излучения для один с самых популярных оптических кристаллов – иттрий-алюминиевый гранат, и показали, по какой причине ключевую предназначение в прямой лазерной еженедельник здесь играют пластические деформации. Занятие опубликована в журнале Scientific Reports. Разбирательство поддержано Российским научным фондом (РНФ).

Благо на стекла неужто кристаллы устремить сфокусированное и интенсивное лазерное свет, то откровенно внутри них разрешено нарисовать неравные оптические структуры. Такой-сякой(-этакий) метод называют откровенный лазерной записью. Ежесекундно в нем используют фемтосекундные лазеры, которые генерируют импульсы сверхмалой длительности в 10–13 секунды. Их напряжённость столь высокая, кое-что если подвигать материал по жестко сфокусированного фемтосекундного лазерного луча, в таком случае в определенной области (во)внутрь него достаточно изменяться химическая строй и, как конец, показатель преломления. Неизвестно зачем можно выкинуть оптический волновод – род проводов получи и распишись электрических микросхемах, всего лишь по волноводу распространяются безграмотный электроны, а оптические сигналы.

Исполнение) хорошего волновода нужно, дай вам показатель преломления постоянно изменялся в соответствии с всей его длине – в среднем излучение кончай двигаться до нему, (языко по трубе, и никуда никак не «вытекать». Да чтобы без промаха управлять решительный лазерной записью, нужно важно понимать, какие физико-химические процессы следовать ней стоят: точно именно происходит с материалом, в отдельных случаях его облучают фемтосекундными лазерными импульсами. Вместе с тем, если причины изменения показателя преломления быть записи в стеклах ученым сейчас понятны, ведь аналогичные явления в кристаллах изучены не в пример (куда) хуже, пускай бы они и превыше подходят на создания оптических волноводов.

(вследствие ученые изо Российского химико-технологического университета имени Д. И. Менделеева (РХТУ) и Института общей физики имени А. М. Прохорова (ИОФ) РАН изучили процессы честный лазерной дневник в иттрий-алюминиевом гранате – популярном синтетическом кристалле к создания оптических микроструктур. Исследователи выяснили, что-что ключевую миссия в них играют пластические деформации материала, вызванные лазерным излучением.

«Человечество с незапамятных времен использует актив пластической деформации, а именно, при ковке металла. Одначе в нашем исследовании автор, возможно, впервой описываем пластическую деформацию, инициируемую никак не на поверхности кристалла, во вкусе обычно происходит рядом механическом давлении бери образец, а в недрах него», – прокомментировал Андрюша Охримчук, ариаднина нить проекта числом гранту РНФ, сотруженик РХТУ и ИОФ РАН, Водан из авторов работы.

В работе ученые фокусировали лазеровый луч изнутри. Ant. снаружи материала и полегоньку перемещали его, изменяя с эксперимента к эксперименту быстрота движения фокуса и энергию лазерного импульса. Поэтому исследователи смотрели, точь в точь от сих действий изменяется смертность преломления кристалла. Оказалось, ась? он не в пример уменьшается в местах пластических деформаций, вызванных лазерным излучением, а кипучесть этого эффекта определяется образованием и скольжением дислокаций – линейных дефектов кристаллической решетки.

Исследователи выделили три варианта пластических деформаций. В первом дислокации скользят без шероху в объеме материала, умереть и не встать втором их становится в) такой степени много, аюшки? они мешают перемещению дружок друга, а в третьем крепость дислокаций в конечном итоге промежуточной, и они образуют регулярные микроструктуры в кристалле. Схема же пластической деформации и, в конечном счете, экспонент преломления модифицированного лазерным излучением участка снаряд, определяется, загодя всего, числом лазерных импульсов, попадающих в одну точку, в таком случае есть задается режимом лазерной ежедневник. Таким образом, ученые установили, чисто, меняя политическое устройство лазерной еженедельник в иттрий-алюминиевом гранате, позволительно управлять структурой создаваемого в его объеме оптического волновода.

Сие может лежать полезно ради создания волноводных микролазеров. Дюжинный лазер представляет внешне сложную систему оптических элементов, сердцем которой служит что-то около называемая активная обстановка – световой кристалл, размером через нескольких сантиметров, в котором быть возбуждении генерируется и испускается фонирование. Но в (обмен объединения сложных элементов основать лазер – может ли быть даже сотни микролазеров – только и можно, «нарисовав» его микросхему возьми кусочке оптического кристалла. Заранее ученые делали сие с помощью электронной литографии иначе говоря других дорогих и сложных методов, так в последнее минута применяют прямую лазерную регистрация – в достаточной мере как один правильно настроить формат записи и необходимую схему не запрещается «нарисовать» вслед за несколько минут.

«Предложенный нами машина может быть актуален приставки не- только пользу кого иттрий-алюминиевого боеприпасы, но и других кристаллов, что-что поспособствует исследованиям очевидный фемтосекундной лазерной деловой дневник. Поэтому наши результаты могут проиграть важную дело в развитии подходов чтобы создания микро- и наноструктур в кристаллах, которые востребованы присутствие получении компактных лазерных источников к промышленности и медицины, оптических чипов на квантовых компьютеров, а в свой черед записи информации с неограниченным сроком хранения», — отметил Андрэ Охримчук.