Прямая лазерная запись субволновых микроструктур в объеме плавленого кварца жесткосфокусированными лазерными импульсами (Миниобзор)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В работе представлен подробный анализ процесса формирования микроструктур в объеме плавленого кварца при воздействии жесткосфокусированных лазерных импульсов. Анализ результатов самостоятельного моделирования воздействия одиночного лазерного импульса и формирования электрон-дырочной плазмы совместно с данными эксперимента позволил верифицировать механизм самоорганизации плазмы и связать его с механизмами накопления дефектов в областях плотной плазмы при многомипульсном воздействии. Была исследована зависимость параметров записанных микроструктур от длины волны, длительности, энергии и экспозиции лазерного импульса, а также проанализирована роль эффектов дефокусировки электронами плазмы, вклад самофокусировки излучения, а также проведены оценки нагрева вещества к концу воздействия лазерного импульса.

Об авторах

А. В Богацкая

МГУ имени М. В. Ломоносова; Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН

Email: annabogatskaya@gmail.com
Москва, Россия

Ю. С Гулина

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН

Москва, Россия

А. Е Рупасов

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН

Москва, Россия

Е. А Волкова

Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д. В. Скобельцына, МГУ имени М. В. Ломоносова

Москва, Россия

А. М Попов

МГУ имени М. В. Ломоносова; Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН

Email: alexander.m.popov@gmail.com
Москва, Россия

С. И Кудряшов

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН

Москва, Россия

Список литературы

  1. A. M. Kowalevicz, V. Sharma, E. P. Ippen, J. G. Fujimoto, and K. Minoshima, Opt. Lett. 30, 1060 (2005).
  2. E. Pelucchi, G. Fagas, I. Aharonovich, D. Englund, E. Figueroa, Q. Gong, H. Hannes, J. Liu, C.-Y. Lu, N. Matsuda, J.-W. Pan, F. Sciarrino, C. Silberhorn, J. Wang, and K. Xu, Nat. Rev. Phys. 4, 194 (2022).
  3. B. Zhang, Z. Wang, D. Tan, and J. Qiu, PhotonIX 4, 24 (2023).
  4. D. Tan, Z. Wang, B. Xu, and J. Qiu, Advanced Photonics 3(2), 024002 (2021).
  5. Y. Jia and F. Chen, APL Photonics 8, 090901 (2023).
  6. T. Meany, M. Grafe, R. Heilmann, A. Perez-Leija, S. Gross, M. J. Steel, M. J. Withford, and A. Szameit, Laser Photonics Rev. 9(4), 363 (2015).
  7. K. Sun, C. Fang, D. Wang, Z. Gu, Z. Liu, and J. Zhou, Science 375(6578), 307 (2022).
  8. F. Chen and J. R. V. de Aldana, Laser Photonics Rev. 8(2), 251 (2014).
  9. F. Lenzini, N. Gruller, N. Walter, and W. H. P. Pernice, Advanced Quantum Technologies 1(3), 1800061 (2018).
  10. M. Ams, G. D. Marshall, D. J. Spence, and M. J. Withford, Opt. Express 13(15), 5676 (2005).
  11. S. Sowa, W. Watanabe, T. Tamaki, J. Nishii, and K. Itoh, Opt. Express 14(1), 291 (2006).
  12. G. D. Marshall, A. Politi, J. C. F. Matthews, P. Dekker, M. Ams, M. J. Withford, and J. L. O'Brien, Opt.Express 17(15), 12546 (2009).
  13. Я. В. Карташов, С. K. Иванов, Й. Ч. Жанг, С. А. Журавцкий, Н. Н. Скрябин, И. В. Дьяконов, А. А. Калинин, С. П. Кулик, В. О. Компанец, С. В. Чекалин, В. Н. Задков, УФН 194, 1159 (2024).
  14. N. N. Skryabin, S. A. Zhuravitskii, I. V. Dyakonov, A. A. Kalinkin, S. S. Straupe, and S. P. Kulik, Phys. Rev. Applied 22, 064079 (2024).
  15. C.-Y. Wang, J. Gao, and X.-M. Jin, Opt. Lett. 44, 102 (2019).
  16. T. Xu, K. Switkowski, X. Chen, S. Karpienko, G. Chen, H. Liu, and J. Liu, Nat. Photonics 12, 591 (2018).
  17. D. Wei, C. Wang, X. Xu, H. Wang, Y. Zhang, Y. Gao, and F. Li, Nat. Commun. 10, 4193 (2019).
  18. D. Wei, C. Wang, H. Wang, X. Hu, D. Wu, Y. Gao, and F. Li, Nat. Photonics 12, 596 (2018).
  19. J. Zhang, M. Gecevicius, M. Beresna, and P. G. Kazansky, Phys. Rev. Lett. 112, 033901 (2014).
  20. Y. Lei, M. Sakakura, L. Wang, Y. Yu, H. Wang, G. Shayeganrad, and P. G. Kazansky, Optica 8, 1365 (2021).
  21. H. Wang, Y. Lei, L. Wang, M. Sakakura, Y. Yu, G. Shayeganrad, and P. G. Kazansky, Laser Photonics Rev. 16(4), 2100563 (2022).
  22. D. Zhu, L. Shao, M. Yu, R. Cheng, B. Desiatov, C. J. Xin, Y. Hu, J. Holzgrafe, and M. Loncar, Adv. Opt. Photonics 13, 242 (2021).
  23. K. Naessens, H. Ottewaere, P. van Daele, and R. Baets, Appl. Surf. Sci. 208(1), 159 (2003).
  24. H.-T. Hsieh, V. Lin, J.-L. Hsieh, and G.-D. J. Su, Opt. Commun. 284(21), 5225 (2011).
  25. Z. Ouyang, J. Long, J. Wu, J. Lin, X. Xie, G. Tan, and X. Yi, Opt. Laser Technol. 145, 107499 (2022).
  26. H. Ottevaere, R. Cox, H.-P. Herzig, T. Miyashita, K. Naessens, M. Taghizadeh, R. Volkel, H. Woo, and H. Thienpont, J. Opt. A: Pure Appl.Opt. 8(7), S407 (2006).
  27. J. Berthold, S. Jacobs, and M. Norton, Metrologia 13(1), 9 (1977).
  28. Y. Shimotsuma, P. G. Kazansky, J. R. Qiu, and K. Hirao, Phys. Rev. Lett. 91, 247405 (2003).
  29. N. M. Bulgakova, V. P. Zhukov, and Y. P. Meshcheryakov, Appl. Phys. B 113(3), 437 (2013).
  30. R. Desmarchelier, B. Poumellec, F. Brisset, S. Mazerat, and M. Lancry, World J. Nano Sci. Eng. 5, 115 (2015).
  31. R. Stoian, Appl. Phys. A 126(6), 438 (2020).
  32. Y. Shimotsuma, K. Hirao, J. R. Qiu, and P. G. Kazansky, Mod. Phys. Lett. B 19, 225 (2005).
  33. V. R. Bhardwaj, E. Simova, P. P. Rajeev, C. Hnatovsky, R. S. Taylor, D. M. Rayner, and P. B. Corkum, Phys. Rev. Lett. 96, 057404 (2006).
  34. R. Taylor, C. Hnatovsky, and E. Simova, Laser Photon. Rev. 2, 26 (2008).
  35. A. Rudenko, J.-P. Colombier, and T. E. Itina, Phys. Rev. B 93, 075427 (2016).
  36. M. Beresna, M. Gecevicius, P. G. Kazansky, T. Taylor, and A. Kavokin, Appl. Phys. Lett. 101, 053120 (2012).
  37. A. V. Bogatskaya, E. A. Volkova, and A. M. Popov, Europhys. Lett. 147(3), 35001 (2024).
  38. A. V. Bogatskaya, E. A. Volkova, and A. M. Popov, Appl. Phys. A 131, 79 (2025).
  39. IO. C. Гулина, A. E. Рупасов, Г. К. Красин, Н. И. Буслеев, И. В. Гриценко, А. В. Богацкая, С. И. Кудряшов, Письма в ЖЭТФ 119(9), 638 (2024).
  40. F. Zhang, Z. Nie, H. Huang, L. Ma, H. Tang, M. Hao, and J. Qiu, Opt. Express 27, 6442 (2019).
  41. D. L. Griscom, J. Ceram. Soc. Jpn. 99(1154), 923 (1991).
  42. H.-B. Sun, S. Juodkazis, M. Watanabe, S. Matsuo, H. Misawa, and J. Nishii, J. Phys. Chem. B 104, 3450 (2000).
  43. N. Vermeulen, D. Espinosa, A. Ball, and P. Del'Haye, J. Light. Technol. 41, 1969 (2023).
  44. V. B. Gildenburg and I. A. Pavlichenko, Phys. Plasmas 23, 084502 (2016).
  45. P. Audebert, P. Daguzan, A. Dos Santos, J. C. Gauthier, J. P. Gendre, S. Guizard, G. Hamoniaux, K. Krastev, P. Martin, G. Petite, and A. Antonetti, Phys. Rev. Lett. 73(14), 1990 (1994).
  46. L. V. Keldysh, Sov. Phys. JETP 20, 1307 (1964).
  47. A. Bogatskaya, Y. Gulina, N. Smirnov, I. Gritsenko, S. Kudryashov, and A. Popov, Photonics 10, 515 (2023).
  48. Y. P. Raizer, Laser-Induced Discharge Phenomena, Consultants Bureau, N.Y. (1977).
  49. P. Corkum, C. Rolland, and T. Srinivasan-Rao, Phys. Rev. Lett. 57, 2268 (2005).
  50. А. В. Богацкая, А. М. Попов, Оптика и спектроскопия 132(1), 47 (2024).
  51. A. M. Zheltikov, JETP Lett. 90, 90 (2009).
  52. A. Rudenko, J. V. Moloney, and P. Polynkin, Phys. Rev. Appl. 20, 064035 (2023).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025