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光通訊
表面納米軸向光子(SNAP)結構的飛秒加工

微納光子器件的高精度、低損耗加工對于其在光信號處理、量子計算、微波光子學等方向的應用具有重要意義。表面納米軸向光子(SNAP)作為一種新的加工平臺,能夠實現光子結構的亞埃米精度、超低損耗加工。目前表面納米軸向光子結構的加工主要采用二氧化碳激光熱處理以及紫外激光曝光。其中二氧化碳激光加工軸向尺寸較大,而紫外曝光法則需要光敏光纖,一種更為有效的加工方法,對于表面納米軸向光子結構的應用具有重要意義。

飛秒激光因其獨特的加工特性,比如非線性吸收、短脈沖持續時間、高峰值功率等,已經被廣泛應用于光學器件的加工中。為了解決其他加工方法中存在的問題,武漢光電國家實驗光電子器件與集成功能實驗室博士生申方成在導師舒學文教授的指導下,與英國阿斯頓大學光子技術研究所的Misha Sumetsky教授、Lin Zhang教授合作,實現了表面納米軸向光子器件的飛秒加工。該方法利用飛秒激光在光纖中引入的應力區向光纖外表面施加壓力,使光纖有效直徑發生變化,從而控制繞光纖表面傳輸的回音壁模式的傳輸特性。

2016年6月13日,該研究成果以論文“Fabrication of surface nanoscale axial photonics structures with a femtosecond laser”發表在Optics Letters(vol. 41, no. 12, pp. 2795-2798, 2016)。 該項目獲得了武漢光電國家實驗室主任基金的資助。

圖1:加工原理示意圖

圖2:SNAP結構不同位置透射譜


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