硅玻璃中椭圆偏振的高效超快激光纳米结构化
发布时间：2023-04-11 08:00:00 阅读数： 455
自然界中光与物质相互作用的最重要表现之一是光激发，特别是光离子化。这从植物的光合作用和生物学中的视觉到摄影和材料的激光加工都是如此。
a. 用线性和椭圆偏振脉冲写在硅玻璃上的激光图案的双折射图像。 b. 相应纳米孔结构的扫描电子显微镜（SEM）图像。图片来源：雷雨浩，Gholamreza Shayeganrad，王慧君，Masaaki Sakakura，于彦豪，王磊，Dmitrii Kliukin，Linards Skuja，Yuri Svirko，和Peter G. Kazansky。
通常情况下，人们认为，如果吸收的光线较少，物质的变化就比较弱。在这种情况下，人们发现情况并非总是如此。
在《光科学与应用》杂志上报道的一项新研究中，由英国南安普顿大学光电研究中心的Peter G. Kazansky教授领导的研究小组和合作者已经说明了有效的超快激光纳米结构以及硅玻璃中的椭圆偏振。
与直觉相反，尽管非线性吸收弱了2.5倍左右，但椭圆偏振脉冲导致的双折射几乎是线性偏振光的两倍。在椭圆偏振脉冲下，各向异性的纳米孔具有更大的浓度。
这一现象被解释为关于圆偏振光与二氧化硅玻璃中随机取向的键和空穴偏振子网络的相互作用的改进，以及圆偏振对低激发电位的缺陷的有效隧道电离。
"人们通常认为，在透明材料的超快激光写入中，多光子电离占主导地位，但我们发现，激光诱导的缺陷的隧道激发，如自我捕获的空穴，是二氧化硅玻璃中纳米结构的一个关键。"科学家补充说。
"在5D光学数据存储中，信息可以通过椭圆偏振脉冲来记录，能量更低，写入速度更高。此外，我们的演示允许生产大面积的几何相位光学元件和具有超高透过率的矢量光束转换器，用于高功率和紫外线激光器。"他们预测。
参考信息
Lei, Y., et al. (2023) Efficient ultrafast laser writing with elliptical polarization. Light Science & Applications. https://doi.org/10.1038/s41377-023-01098-2.
