LT6107B - Method for forming bragg diffraction gratings by femtosecond bessel beams - Google Patents

Method for forming bragg diffraction gratings by femtosecond bessel beams Download PDF

Info

Publication number
LT6107B
LT6107B LT2013034A LT2013034A LT6107B LT 6107 B LT6107 B LT 6107B LT 2013034 A LT2013034 A LT 2013034A LT 2013034 A LT2013034 A LT 2013034A LT 6107 B LT6107 B LT 6107B
Authority
LT
Lithuania
Prior art keywords
medium
gaussian
volumetric
bessel
brego
Prior art date
Application number
LT2013034A
Other languages
Lithuanian (lt)
Other versions
LT2013034A (en
Inventor
Mindaugas Mikutis
Original Assignee
Uab "Altechna R&D"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Uab "Altechna R&D" filed Critical Uab "Altechna R&D"
Priority to LT2013034A priority Critical patent/LT6107B/en
Publication of LT2013034A publication Critical patent/LT2013034A/en
Publication of LT6107B publication Critical patent/LT6107B/en

Links

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

An object of the present invention is to provide a method for writing transparenthigh efficiency volume Bragg gratings or other modified refraction index patterns insidetransparent dielectric media by using ultrashort pulse and high intensity Gauss-Bessellaser beams.The method includes the following steps of: generating ultrashort light pulses,focusing the light pulses so that the light intensity inside the processed material exceedsthe optical damage threshold; temporally and spatially controlling the exposure in orderto limit the appearance of defects induced by thermal and other effects; forming andprewriting a desired pattern by using a focused Gaussian laser beam by scanning thedielectric medium; forming and focusing a Gauss-Bessel beam into the dielectricmedium; monitoring the near-field distribution of the Gauss-Bessel beam in relation withthe target medium; writing the desired pattern by scanning the dielectric medium inrelation to the incident beam and inspecting the performance of the inscribed opticaldevice.The diffraction gratings can be made of variable size by fabrication in multiple layers.

Description

Šis išradimas yra susijęs su būdais, skirtais sukurti nuolatinį modifikuoto lūžio rodiklio raštą arba labai aukšto efektyvumo tūrinę difrakcinę Brego gardelę skaidrioje dielektrinėje terpėje, panaudojant Gauso-Beselio femtosekundinius lazerio pluoštus.The present invention relates to methods for producing a modified modified refractive index pattern or a Breg ultra-high efficiency bulk diffraction grating in a transparent dielectric medium using Gaussian-Bessel femtosecond laser beams.

TECHNIKOS LYGISTECHNICAL LEVEL

Difrakcinė gardelė yra vienas iš pagrindinių optinių elementų fotonikoje. Pralaidžiosios gardelės, turinčios didžiausią difrakcinj efektyvumą, yra reikalingos lazeriuose dirbančiuose didelio energijos tankio ir didelės smailinęs galios režime, kadangi netgi menkiausi sugerties nuostoliai gali padaryti didelės žalos ir sukelti optinius pramušimus. Taip pat, nedidelis gardelės optinis netiesiškumas yra naudingas, esant aukštoms lazerinėms apšvitoms/intensyvumams. Iki šiol difrakcinės Brego gardelės dažniausiai buvo formuojamos naudojant foto-termo-refrakcinius stiklus, panaudojant interferuojančią ultravioletinę nuolatinės veikos lazerio spinduliuotę (kaip aprašyta Opt. Lett. 25(23), pp. 1693-1695, 2000) arba ultra trumpaisiais lazerio impulsais kaip aprašyta JAV patente Nr. US2006221449 publikuotame 2006-10-05). Norint, kad optine spinduliuote būtų galima atlikti fotopolimero modifikaciją, paprastai reikalingas įrašymo terpės (stiklo arba fotopolimero) fotojautrumas, tačiau ši savybė gali ir apsunkinti struktūrų formavimo procesą bei riboti galimus pritaikymus.The diffractive grating is one of the key optical elements in photonics. Permeation gratings with the highest diffraction efficiency are required in high energy density and high peak power lasers, since even the slightest loss of absorption can cause significant damage and optical breakouts. Also, a small lattice optical nonlinearity is useful at high laser irradiations / intensities. To date, Bregian diffractive grays have generally been formed using photo-thermo-refractive glasses using interfering ultraviolet continuous-mode laser light (as described in Opt. Lett. 25 (23), pp. 1693-1695, 2000) or ultra-short laser pulses as described. U.S. Pat. US2006221449, published 05-10-2006). In order to be able to modify the photopolymer by optical radiation, photosensitivity of the recording medium (glass or photopolymer) is usually required, but this property can complicate the process of forming structures and limit possible applications.

Kai fotoninių darinių įrašymui stikluose ir kristaluose naudojama dielektrinė pažeida, stipri sklaida vyksta netgi tada, kai fokuso taške formuojami dešimčių nanometrų dydžio dariniai (Opt. Mat. Express 4,pp. 783 - 795, 2011). Patrauklus sprendimas būtų rasti būdą rašyti laisvos formos trimačius darinius, šviesa modifikuojant realiąją lūžio rodiklio n dalj, nesukeliant sugerties. Tam tinkamos įrašymo sąlygos buvo realizuotos mechaniškai atspariuose tirpalo-želės terpėse ir 3D darinių formavimas gali būti pasiektas, nenaudojant fotoiniciatoriaus, esant geriausiai, mažesnei nei bangos ilgis, skyrai. (Opt. Express 18(10), pp. 10209-10221, 2010). Optiniai prietaisai suformuoti atspariose tirpalo-želės terpėse yra nepatogūs tuo, kad juos sudėtinga integruoti kartu su fotoniniais prietaisais, įrašytais stiklo tūryje.When dielectric damage is used to record photonic derivatives in glasses and crystals, strong scattering occurs even when tens of nanometers in size are formed at the focal point (Opt. Mat. Express 4, pp. 783-795, 2011). An attractive solution would be to find a way to write free-form three-dimensional structures by light modifying the real refractive index n without causing absorption. Appropriate recording conditions have been realized in mechanically resistant solution-gel media and the formation of 3D derivatives can be achieved without the use of a photoinitiator at best resolutions less than wavelength. (Opt. Express 18 (10), pp. 10209-10221, 2010). Optical devices formed in solution-gel-resistant media are uncomfortable because they are difficult to integrate with photonic devices recorded in a glass volume.

Grynas lydytas kvarcas, pasižymintis silpna netiesine sugertimi, yra gera medžiaga mikrooptinių elementų formavimui. Įrašant aukštos erdvinės skyros difrakcinės gardeles, turi būti pasiekiamas aštrus fokusavimas ir maži fokuso taško matmenys. Tačiau, kai naudojami erdvinio Gauso pasiskirstymo lazerio impulsai, tai apsunkina paviršinių gardelių ašinį persiklojimą ir sutankinimą. Taip pat, aštriai fokusuojant pluoštą, filamanetacija nėra nei efektyvi, nei gerai valdoma (S. Juodkazis et. ai., “Studies of femtosecond pulse filamentation in glasses” in Int. Conf. Lasers, Applications, and Technologies: High-Power Lasers and Applications, ICONO, Sankt Petersburg, May 11-15, 2005). Todėl, šiame išradime mes naudojame GausoBeselio pluoštus tam, kad tuo pačiu metu gautume mažą fokuso taško dydį, esant ašiniam ilgiui, ilgesniam nei dešimtys mikrometrų.Pure quartz with low non-linear absorption is a good material for forming micro-optical elements. Sharp focus and small focal point dimensions must be achieved when recording high-resolution diffraction gratings. However, when Gaussian spatial laser pulses are used, axial overlap and compaction of surface lattices is complicated. Also, with a sharp focus on the fiber, filamanetization is neither efficient nor well controlled (S. Juodkazis et al., "Studies on femtosecond pulse filamentation in glasses" in Int. Conf. Lasers, Applications, and Technologies: High-Power Lasers and Applications, ICONO, St. Petersburg, May 11-15, 2005). Therefore, in the present invention, we use Gaussian Bessel fibers to simultaneously obtain a small focal point size at axial lengths longer than tens of micrometers.

JAV patentas Nr. US2009274420, publikuotas 2009-11-05, aprašo sistemą ir būdą įrašyti neištrinamoms difrakcinėms gardelėms mažos fononų energijos stikluose, bangolaidžiuose. Ultratrumpieji šviesos impulsai yra sugeneruojami ir, dviejų pluoštų pavidale, sinchroniškai sutapdinami bangolaidyje, taip suformuojant interferencinį vaizdą atitinkantį pageidaujamą gardelę. Šviesos impulsai yra fokusuojami taip, kad šviesos intensyvumas bangolaidyje viršytų filamentacijos slenkstį. Bangolaidžio ekspozicija šiais šviesos impulsais yra valdoma laike ir erdvėje, siekiant riboti žalingus efektus, kuriuos sukelia aukšto intensyvumo šviesos impulsai stiklinėje bangolaidžio terpėje.U.S. Pat. US2009274420, published 5/11/2009, describes a system and method for recording indelible diffractive grating in low phonon energy glasses, waveguides. The ultra-short pulses of light are generated and, in the form of two fibers, synchronously matched within the waveguide to form the desired lattice corresponding to the interfering image. The pulses of light are focused so that the intensity of light in the waveguide exceeds the filamentation threshold. The exposure of the waveguide with these light pulses is controlled in time and space to limit the deleterious effects of high intensity light pulses in the glass waveguide medium.

JAV patentas Nr. US2004184731, publikuotas 2004-09-23 aprašo būdą ir prietaisą keisti medžiagos lūžio rodikliui, panaudojant interferencinį vaizdą. Būdas ir prietaisas apima ultratrumpųjų impulsų lazerinį šaltinį. Lazerio spinduliuojama elektromagnetinė spinduliuotė sklinda iki difrakcinio elemento, išstatyto netoli nuo apdirbamos medžiagos. Difragavusi elektromagnetinė spinduliuotė sudaro interferencinį vaizdą, kurio smailės yra pakankamo intensyvumo ir gali sukelti lūžio rodiklio pokytį.U.S. Pat. US2004184731, published September 23, 2004, describes a method and device for altering the refractive index of a material using an interfering image. The method and device include a laser source of ultrashort pulses. The electromagnetic radiation emitted by the laser propagates to a diffractive element located near the workpiece. Diffractive electromagnetic radiation forms an interfering image whose peaks are of sufficient intensity and can cause a refractive index change.

Ankstesni išradimai aprašo būdus ir sistemas, skirtas Brego gardelių įrašymui skirtingose dielektrinėse terpėse, bet nepateikia būdo didelės skyros ir didelio efektyvumo (iki 90 procentų) skaidrių tūrinių Brego gardelių, kurios reikalingos esamo technikos lygio taikymuose, sudarymui. Patentai, aprašantys būdus, kuriuose naudojamas interferencinis vaizdas, paprastai turi tą trūkumą, kad būtina naudoti fazinę kaukę tam, kad būtų sudaromas interferencinis vaizdas.Previous inventions describe methods and systems for recording Breg cells in different dielectric media, but do not provide a method for producing high resolution and high efficiency (up to 90 percent) transparent Brego cells which are required in prior art applications. Patents describing techniques that use an interfering image generally have the disadvantage of using a phase mask to produce an interfering image.

IŠRADIMO ESMĖTHE SUBSTANCE OF THE INVENTION

Siekiant pašalinti aukščiau nurodytus trūkumus, šiuo išradimu sukuriamas būdas įrašyti neištrinamas aukšto efektyvumo tūrines skaidrias difrakcines Brego gardeles skaidrioje dielektrinėje terpėje.In order to overcome the above drawbacks, the present invention provides a method for recording indelible high efficiency, volumetric, transparent Bregg grating in a transparent dielectric medium.

Aštriai fokusuoti Gauso pluoštai leidžia gerą skersinį ir ašinį modifikavimo selektyvumą tūrinėje medžiagoje, tačiau ašinis selektyvumas gali būti suprantamas daugiau kaip trūkumas nei pranašumas. Kita vertus, Gauso-Beselio pluoštai, netgi aštriai fokusuojami tam, kad būtų sukuriamos panašių skersinių matmenų modifikacijos, pasižymi galimybe paveikti didesnę sritį ašine kryptimi. Tad šis išradimas leidžia šios Gauso-Beselio pluošto savybės panaudojimą, gaminat įvairaus storio Brego gardeles.Sharp-focused Gaussian fibers allow good transverse and axial modification selectivity in bulk material, but axial selectivity can be understood more as a disadvantage than an advantage. On the other hand, Gaussian-Bessel fibers, even sharply focused to produce modifications of similar transverse dimensions, have the potential to affect a larger area in the axial direction. Thus, the present invention enables the use of this property of Gaussian-Bessel fibers in the production of Bregs of various thicknesses.

Būdas apima šiuos žingsnius: ultratrumpųjų šviesos impulsų generavimą; šviesos impulsų fokusavimą taip, kad šviesos intensyvumas apdirbamos medžiagos viduje viršytų optinės pažeidos slenkstį; ekspozicijos laikinį ir erdvinį valdymą, siekiant riboti defektų atsiradimą, kurie sukeliami terminiais arba kitais reiškiniais; preliminaraus rašto formavimą ir įrašymą, panaudojant fokusuotą lazerinį Gauso pluoštą, skenuojant dielektrinę terpę; Gauso-Beselio pluošto formavimą ir fokusavimą dielektrinėje terpėje; Gauso-Beselio pluošto artimojo lauko pasiskirstymo stebėjimą apdirbamos terpės atžvilgiu; pageidaujamo rašto įrašymą, skenuojant dielektrinę terpę krentančio pluošto atžvilgiu, ir įrašyto optinio prietaiso veikimo tikrinimą.The method comprises the steps of: generating ultra-short pulses of light; focusing the light pulses so that the light intensity inside the workpiece exceeds the optical damage threshold; temporal and spatial control of exposure to limit the occurrence of defects caused by thermal or other phenomena; forming and recording a preliminary pattern using a focused laser Gaussian beam, scanning a dielectric medium; Forming and focusing Gaussian-Bessel fibers in a dielectric medium; Monitoring the near-field distribution of Gaussian-Bessel fibers with respect to the media being processed; recording the desired pattern by scanning the dielectric medium for the incident beam and verifying the performance of the recorded optical device.

Kitos esamo išradimo savybės ir pranašumai bus geriau suprasti, perskaičius tinkamiausius įgyvendinimo variantus, atsižvelgiant į pridėtus brėžinius.Other features and advantages of the present invention will be better understood by reading the most preferred embodiments having regard to the accompanying drawings.

TRUMPAS BRĖŽINIŲ FIGŪRŲ APRAŠYMASBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING FIGURES

Norint geriau suprasti išradimą ir įvertinti jo praktinius pritaikymus, pateikiami šie aiškinamieji brėžiniai. Brėžiniai pateikiami tik kaip pavyzdžiai ir jokiu būdu neriboja išradimo apimties.In order to better understand the invention and evaluate its practical applications, the following illustrative drawings are provided. The drawings are given by way of example only and in no way limit the scope of the invention.

Fig. 1 Vaizduoja pavyzdinį įrangos komplektą, skirtą skaidrioms aukšto efektyvumo Brego gardelėms skaidriuose dielektriniuose padėkluose įrašyti;FIG. 1 Shows an exemplary set of equipment for recording high performance Breg cells in transparent dielectric trays;

Fig. 2 Vaizduoja pavyzdinį įrangos komplektą, skirtą Gauso-Beselio pluošto formavimui ir atvaizdavimui. 4FIG. 2 Shows an exemplary set of equipment for forming and rendering Gaussian-Bessel fibers. 4

TINKAMIAUSIŲ ĮGYVENDINIMO VARIANTŲ DETALUS APRAŠYMAS Šio išradimo tikslas yra pateikti būdą skaidrių aukšto efektyvumo tūriniųDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS It is an object of the present invention to provide a method for

Brego gardelių arba kitų modifikuoto lūžio rodiklio darinių įrašymui skaidriose dielektrinėse terpėse, panaudojant ultratrumpųjų impulsų ir aukšto intensyvumoFor recording Breg cells or other modified refractive index structures in transparent dielectric media using ultra-short pulses and high intensity

Gauso-Beselio lazerio pluoštus.Gaussian-Bessel laser beams.

Pateikiamame aprašyme, pasakymas „difrakcinė gardelė nurodo bet kokią periodinę arba aperiodinę moduliuoto lūžio rodiklio struktūrą, neištrinamai įrašytą apdirbamoje terpėje. Šios srities specialistui turėtų būti akivaizdu, kad difrakcinė gardelė gali būti vieno ar kelių kanalų, gali būti čirpuota, pakreipta, daugeriopai moduliuota arba turėti daugiau nei vieną tokią charakteristiką.In the description given, the phrase "diffractive grating" refers to any periodic or aperiodic structure of a modulated refractive index indelibly recorded in a machining medium. It should be apparent to a person skilled in the art that the diffractive grating may be one or more channels, may be chirped, tilted, multi-modulated, or have more than one such characteristic.

Tinkamiausiame įgyvendinimo variante, įrašymo terpė yra tūrinis lydyto kvarco stiklas, o įrašymo pagrindas pagamintas iš šios medžiagos bus įvardijamas „ruošiniu.In a preferred embodiment, the recording medium is a volumetric fused silica glass, and the recording substrate made of this material will be referred to as a "preform.

Naudojamas lazerinis šaltinis (2), galintis veikti, kaip koherentinių elektromagnetinių bangų pluošto šaltinis, turintis vidines arba išorines priemones sukurti reikiamo intensyvumo (pasinaudojant tokiomis priemonėmis, kaip optinės galios silpnintuvas, turintis fazinę plokštelę, įtaisytą ant pasukamojo stalo (3) su poliarizatoriumi (4)), impulsų trukmės (nuo kelių femtosekundžių iki šimtų pikosekundžių, bet pageidautina nuo 160 fs iki 2500 fs), pasikartojimo dažnio ir bangos ilgio ultratrumpuosius impulsus. Bangos ilgis turi būti parinktas tokiu būdu, kad, formuojant minėto lūžio rodiklio darinius, neatsirastų tiesinės sugerties. Dažniausiai lazerinių šaltinių spinduliuotė turi intensyvumo pasiskirstymą, kuris gali būti aproksimuojamas Gauso funkcija. Čia daroma prielaida, kad erdvinis pluošto pasiskirstymas yra būtent toks, bet šios srities specialistui neturėtų iškilti sunkumų pritaikant tolimesnius išradimo aspektus, kitokio tipo lazerio pluoštui. Pluošto formavimo optinis elementas, toks kaip plokščias-išgaubtas aksikonas (kūginis lęšis) (5) ar kitas tinkamas elementas yra patalpinamas optiniame kelyje, kur konvertuoja krentantį Gauso pluoštą į Gauso-Beselio pluoštą. Papildomai, fokusuojanti sistema (6) suprojektuota formuoti Gauso-Beselio pluošto sąsmauką, turinčią pageidaujamus parametrus, bandinio viduje, yra talpinama pluošto optiniame kelyje tarp optinių elementų ir bandinio. Tokia fokusavimo sistema gali turėti keletą skirtingų lęšių (7) ir vieną ar daugiau objektyvinių lęšių (8).A laser source (2) is used which can act as a source of coherent electromagnetic wave beams having internal or external means to produce the required intensity (using means such as an optical power attenuator having a phase plate mounted on a rotary table (3) with a polarizer (4) )), pulse duration (from several femtoseconds to hundreds of picoseconds, but preferably from 160 fs to 2500 fs), repetition frequency, and wavelength ultrashort pulses. The wavelength must be chosen in such a way that linear absorption does not occur in the formation of the said refractive index derivatives. Most often, laser sources have an intensity distribution that can be approximated by a Gaussian function. It is assumed here that the spatial distribution of the fibers is exactly that, but one skilled in the art should have no difficulty in applying further aspects of the invention to a different type of laser beam. A fiber-forming optical element, such as a flat-convex axon (cone lens) (5) or other suitable element, is placed in an optical path where it converts a falling Gaussian beam to a Gaussian-Bessel beam. In addition, the focusing system (6) is designed to form a Gaussian-Bessel fiber joint having the desired parameters inside the sample, and is positioned within the fiber optical path between the optical elements and the sample. Such a focusing system may comprise several different lenses (7) and one or more objective lenses (8).

Tinkamas bandinio išstatymas krentančiojo pluošto sąsmaukos atžvilgiu yra kontroliuojamas, panaudojant atsispindėjusios arba praėjusios bandinio atžvilgiu spinduliuotės erdvinį pasiskirstymą artimajame lauke.Proper placement of the specimen relative to the incident beam junction is controlled by the spatial distribution of the reflected or past radiation relative to the specimen.

Siekiant suformuoti pageidaujamą lūžio rodiklio modifikacijos raštą, bandinys yra judinamas (skenuojamas) krentančiojo pluošto sąsmaukos atžvilgiu, panaudojant tikslaus pozicionavimo stalus (9), kurie, pageidaujama, yra motorizuoti arba valdomi, panaudojant kompiuterį (10) arba panašų prietaisą. Aukšto efektyvumo Brego gardelės gali būti įrašytos bandinio tūryje, jas įrašant sluoksniais, tokiu būdu, kad kiekvienas sekantis sluoksnis įrašomas bandinį pajudinus lygiagrečia krentančiam pluoštui kryptimi (atliekamas ašinis postūmis) taip, kad modifikuotos sritys persidengtų. Šis procesas bus įvardijamas kaip susiuvimas. Norint pasiekti optimalius rezultatus, procesas turi būti stebimas.In order to obtain the desired refractive index modification pattern, the specimen is moved (scanned) with respect to the incident beam bend using precision positioning tables (9), preferably motorized or controlled, using a computer (10) or a similar device. High-efficiency Breg lattices can be inscribed in the sample volume in layers, such that each successive layer is recorded by moving the sample parallel to the incident beam (axial shift) so that the modified areas overlap. This process will be referred to as stitching. The process must be monitored for optimal results.

Įrašyto įrenginio kokybės įvertinimas gali būti pasiektas panaudojant integruotą optinį mikroskopą (6, 11) ir/arba gardelę apšviečiant baltos šviesos kontinuumu (BŠK). BŠK difrakcija yra naudojama įvertinti ašinio susiuvimo tikslumą ir gardelių kampiniam bei spektriniam selektyvumui.The quality evaluation of the recorded device can be achieved by using an integrated optical microscope (6, 11) and / or illuminating the lattice with a white light continuum (BSC). BSC diffraction is used to evaluate the accuracy of axial stitching and the angular and spectral selectivity of the lattice.

Kitame įgyvendinimo variante, prototipinės gardelės bandinio tūryje gali būti įrašomos Gauso pluoštu (panaudojant minėtą būdą, tačiau nenaudojant pluoštą formuojančio optinio elemento), taip surandant optimalius įrašymo parametrus.In another embodiment, prototype lattices in a sample volume can be recorded in Gaussian mode (using the above method but without the use of a fiber-forming optical element) to find optimum recording parameters.

Kitame įgyvendinimo variante, Brego gardelių ir susiuvimo defektų BŠK inspekcija yra atliekama sugeneruojant ir fokusuojant 1028 nm bangos ilgio, 280 fs impulsų trukmės, Ep = 1,6 J energijos impulsus, esant 25 kHz pasikartojimo dažniui, NA=0.03 lęšiu, 2mm storio safyro plokštelėje, f = 50 mm lęšis yra naudojamas kolimuoti ir perfokusuoti BŠK j Brego gardelę (neparodyta brėžiniuose). Šis įgyvendinimas nėra ribotas aprašytomis specifinėmis vertėmis ar prietaisais.In another embodiment, Breg lattice and stitch defect inspection is performed by generating and focusing 1028 nm wavelengths, 280 fs pulse duration, Ep = 1.6 J energy pulses at 25 kHz repetition, NA = 0.03 lens, 2mm thick sapphire plate , f = 50 mm lens is used to collimate and refocus the CSF j Breg grid (not shown in the drawings). This embodiment is not limited to the specific values or devices described.

Kitame įgyvendinimo variante, apdirbama terpė gali būti pakeista beveik bet kokia kita dielektrine medžiaga, tokia kaip fluorido, chalkogenido, chalkohalido, sodos-kalkinio, borosilikato arba bet kokios kitos rūšies optinis stiklas, turintis panašių optinių savybių. Svarbu paminėti, kad su kitomis medžiagomis gali nepavykti pasiekti tokių aukštų difrakcinių efektyvumų, kaip tūriniame lydytame kvarce, dėl medžiagos savybių, tokių kaip sugertis, šiluminis laidumas ir kitos. Ruošinys gali būti bet koks optinis prietaisas, kuriame gali būti naudingos Brego gardelės arba panašūs optiniai elementai, pavyzdžiui optinis šviesolaidis arba plokščiasis bangolaidis.In another embodiment, the treatment medium can be replaced with almost any other dielectric material, such as fluoride, chalcogenide, chalcohalide, soda-lime, borosilicate, or any other type of optical glass having similar optical properties. It is important to mention that other materials may not achieve the high diffraction efficiency as in bulk fused quartz due to the material properties such as absorption, thermal conductivity and others. The workpiece can be any optical device that may have useful Bregg lattices or similar optical elements, such as an optical fiber or flat waveguide.

Dar viename įgyvendinimo variante, minėti fotomodifikuoti lūžio rodiklio raštai yra sudaromi fotopolimero tūryje.In another embodiment, said photomodified refractive index patterns are formed in a photopolymer volume.

Tuo atveju, kai naudojami optimalūs formavimo parametrai, buvo pademonstruota iki 1 mikrometro raiška ir iki 90 procentų difrakcinis efektyvumas.At optimum formation parameters, resolution up to 1 micrometer and up to 90 percent diffraction efficiency were demonstrated.

IŠRADIMO APIBRĖŽTISDEFINITION OF INVENTION

Claims (12)

IŠRADIMO APIBRĖŽTISDEFINITION OF INVENTION 1. Būdas įrašyti didelio efektyvumo tūrines skaidrias Brego gardeles arba kitus panašius periodinius arba aperiodinius lūžio rodiklio darinius skaidrios dielektrinės terpės tūryje, besiskiriantis tuo, kad lūžio rodiklio modifikacijai formuoti naudojamas sufokusuotas Gauso-Beselio elektromagnetinės spinduliuotės pluoštas.1. A method for recording high performance volumetric, transparent Breg cell grating or other similar periodic or aperiodic refractive index in a volume of a transparent dielectric medium, characterized in that a focused Gaussian-Bessel electromagnetic beam is used to modify the refractive index. 2. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad minėtos Brego gardelės yra gaminamos susiuvant kelis modifikuoto lūžio rodiklio raštų sluoksnius.2. A method according to claim 1, characterized in that said Brego lattices are produced by stitching together several layers of modified refractive index patterns. 3. Būdas pagal vieną iš 1-2 punktų, besiskiriantis tuo, kad minėtų Brego gardelių susiuvimo proceso efektyvumas yra stebimas, panaudojant priemones minėtų gardelių kokybės ir veikimo tikrinimui.3. A method as claimed in any one of claims 1 to 2, wherein the efficiency of the stitching process of said Bregs is monitored by means of testing the quality and performance of said boxes. 4. Būdas pagal 3 punktą, besiskiriantis tuo, kad minėtos tikrinimo priemonės yra optinis mikroskopas.4. The method of claim 3 wherein said scanning means is an optical microscope. 5. Būdas pagal 3 punktą, besiskiriantis tuo, kad minėtos Brego gardelės yra tikrinamos apšviečiant minėtas gardeles sufokusuotu baltos šviesos kontinuumu.5. The method of claim 3, wherein said Brego lattice is screened by illuminating said lattice in a focused white light continuum. 6. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad skaidri dielektrinė terpė yra tiksliai sulygiuota fokusuoto Gauso-Beselio pluošto atžvilgiu, stebint artimojo lauko Gauso-Beselio pluošto pasiskirstymą minėtos terpės atžvilgiu.6. A method according to claim 1, characterized in that the transparent dielectric medium is precisely aligned with respect to the focused Gaussian-Bessel beam by observing the distribution of the near-field Gaussian-Bessel beam with respect to said medium. 7. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad skaidri dielektrinė terpė yra pagaminta iš tūrinio lydyto kvarco arba kitos medžiagos, turinčios panašių savybių.7. A process according to claim 1, wherein the transparent dielectric medium is made of volumetric fused quartz or other material having similar properties. 8. Būdas pagal vieną iš 1-7 punktų, besiskiriantis tuo, kad elektromagnetinės spinduliuotės bangos ilgis yra toks, kad skaidrioje dielektrinėje terpėje tiesinė sugertis nevyktų.8. Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the wavelength of the electromagnetic radiation is such that no linear absorption occurs in the transparent dielectric medium. 9. Optinis prietaisas, turintis bent vieną tūrinę Brego gardelę, besiskiriantis tuo, kad minėta tūrinė Brego gardelė yra pagaminta naudojant būdą, kaip aprašyta viename iš 1-8 punktų.9. An optical device having at least one Brego volumetric grating, wherein said volumetric Brego grating is manufactured using the method described in any one of claims 1-8. 10. Optinis prietaisas turintis bent vieną plokščią bangolaidj, besiskiriantis tuo, kad minėtas plokščias bangolaidis yra pagamintas naudojant būdą pagal vieną iš 1-8 punktų.10. An optical device having at least one planar waveguide, characterized in that said planar waveguide is manufactured using the method of any one of claims 1-8. 11. Optinis prietaisas, turintis bent vieną čirpuotą veidrodį, besiskiriantis tuo, kad minėtas čirpuotas veidrodis yra pagaminamas naudojant būdą pagal vieną iš 1-8 punktų.11. An optical device having at least one flicker mirror, wherein said flicker mirror is manufactured using the method of any one of claims 1-8. 12. Optinis prietaisas, turintis bent vieną dvimatį fotoninį darinį, besiskiriantis tuo, kad minėtas dvimatis fotoninis darinys yra pagamintas naudojant būdą pagal vieną iš 1-8 punktų.12. An optical device having at least one two-dimensional photonic derivative, wherein said two-dimensional photonic derivative is manufactured using the method of any one of claims 1-8.
LT2013034A 2013-04-17 2013-04-17 Method for forming bragg diffraction gratings by femtosecond bessel beams LT6107B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2013034A LT6107B (en) 2013-04-17 2013-04-17 Method for forming bragg diffraction gratings by femtosecond bessel beams

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2013034A LT6107B (en) 2013-04-17 2013-04-17 Method for forming bragg diffraction gratings by femtosecond bessel beams

Publications (2)

Publication Number Publication Date
LT2013034A LT2013034A (en) 2014-10-27
LT6107B true LT6107B (en) 2015-01-26

Family

ID=51751850

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LT2013034A LT6107B (en) 2013-04-17 2013-04-17 Method for forming bragg diffraction gratings by femtosecond bessel beams

Country Status (1)

Country Link
LT (1) LT6107B (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040184731A1 (en) 2003-03-21 2004-09-23 Mihailov Stephen J. Bragg grating and method of producing a bragg grating using an ultrafast laser
US20060221449A1 (en) 2005-01-24 2006-10-05 Glebov Leonid B Stretching and compression of laser pulses by means of high efficiency volume diffractive gratings with variable periods in photo-thermo-refractive glass
US20090274420A1 (en) 2006-09-28 2009-11-05 Universite Laval System and Method for Permanently Writing a Diffraction Grating in a Low Phonon Energy Glass Medium

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040184731A1 (en) 2003-03-21 2004-09-23 Mihailov Stephen J. Bragg grating and method of producing a bragg grating using an ultrafast laser
US20060221449A1 (en) 2005-01-24 2006-10-05 Glebov Leonid B Stretching and compression of laser pulses by means of high efficiency volume diffractive gratings with variable periods in photo-thermo-refractive glass
US20090274420A1 (en) 2006-09-28 2009-11-05 Universite Laval System and Method for Permanently Writing a Diffraction Grating in a Low Phonon Energy Glass Medium

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
S. JUODKAZIS ET. AL: "Studies of femtosecond pulse filamentation in glasses", INT. CONF. LASERS, APPLICATIONS, AND TECHNOLOGIES: HIGH-POWER LASERS AND APPLICATIONS,, 2005, pages 11 - 15

Also Published As

Publication number Publication date
LT2013034A (en) 2014-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mikutis et al. High 90% efficiency Bragg gratings formed in fused silica by femtosecond Gauss-Bessel laser beams
JP4716663B2 (en) Laser processing apparatus, laser processing method, and structure manufactured by the processing apparatus or processing method
CA2954734C (en) Forming an optical grating with an apparatus providing an adjustable interference pattern
CN111007586B (en) Preparation method of large-size nano periodic grating
JP7062005B2 (en) Methods and systems for optical functionalization of samples made of semiconductor materials
Chernikov et al. Line-by-line fiber Bragg grating fabrication by femtosecond laser radiation
GB2552406A (en) Laser processing
Mizeikis et al. Femtosecond laser micro-fabrication for tailoring photonic crystals in resins and silica
Wang et al. Fabrication of quasi-periodic micro-voids in fused silica by single femtosecond laser pulse
Kulchin et al. Modification of a new polymer photorecording material based on PMMA doped with 2, 2-difluoro-4-(9-antracyl)-6-methyl-1, 3, 2-dioxaborine by ultrashort pulses
JP4373163B2 (en) Method for manufacturing optical structure
LT6107B (en) Method for forming bragg diffraction gratings by femtosecond bessel beams
Zambon et al. Fabrication of photonic devices directly written in glass using ultrafast Bessel beams
Salgado-Remacha et al. Micromachining of diffractive optical elements embedded in bulk fused silica by nanosecond pulses
Dubov et al. UV femtosecond laser inscribes a 300 nm period nanostructure in a pure fused silica
Loeschner et al. Micromachining of glass with short ns-pulses and highly repetitive fs-laser pulses
Salter et al. Dynamic optical methods for direct laser written waveguides
Lee et al. Performance of volume phase gratings manufactured using ultrafast laser inscription
Mizeikis et al. Fabrication of micro-and nanostructures in thin metallic films by femtosecond laser ablation
RU158844U1 (en) DEVICE FOR CREATION OF OPTICAL WAVEGUIDES AND DIFFRACTION LATTICES IN TRANSPARENT MATERIALS BY LASER RADIATION
Fantova-Sarasa et al. Bessel beams as a versatile tool to generate embedded devices in optical glasses
Tarasova et al. Volume Modification of Optical Quartz Materials by Femtosecond Laser Radiation
Yu et al. Damage formation on fused silica illuminated with ultraviolet-infrared femtosecond pulse pairs
Lee et al. Femtosecond laser inscribed phase masks for fibre Bragg grating sensor inscription
Richter et al. Discrete non-planar reflections of a fs laser pulse written volume Bragg grating (VBG)

Legal Events

Date Code Title Description
BB1A Patent application published

Effective date: 20141027

FG9A Patent granted

Effective date: 20150126

LA9A Seizure of national patent right
LA9A Seizure of national patent right