Comparative analysis of ways for femtosecond laser formation of optical waveguides

Abstract

Представлен сравнительный анализ двух альтернативных способов формирова-ния оптических волноводов на основе экспериментально полученных простран-ственных профилей показателя преломления кварцевого стекла при фемтосе-кундной микрообработке. Рассматриваются преимущества и недостатки обеих методик -создания сердцевины волновода с повышенным показателем пре-ломления и создания оболочки волновода с пониженным показателем прелом-ления. Проведен численный анализ влияния наиболее существенных наблю-даемых в ходе эксперимента возмущений на основные параметры волновода: эффективный показатель преломления, диаметр и форму модового распределе-ния, входные и выходные потери на согласование мод со стандартными опти-ческими волокнами. В качестве основных возмущений при фемтосекундной за-писи рассмотрены локальное уменьшение пиковой интенсивности лазерного излучения (вызывающее локальное уменьшение индуцируемого показателя преломления) и локальное отклонение точки фокусировки от заданной траекто-рии (на характерную величину 2 мкм). Результаты исследования могут быть использованы при фемтосекундной записи волноводов с пониженными потеря-ми на рассеяния, а также для повышения повторяемости и надежности данной технологии микрообработки. Ключевые слова: лазерно-индуцированное воздействие, фемтосекундная за-пись, локально модифицированная область, индуцированный показатель пре-ломления, волноводВведение. Прямая фемтосекундная запись является перспективной безмасочной и ши-роко распространенной технологией создания оптических волноводов в объеме стекол и кри-сталлов [1][2][3][4][5][6][7]. Оптические стекла и кристаллы могут быть разделены на три группы на осно-ве знака постоянно изменяющегося показателя преломления (ПП): 1) материалы, ПП которых увеличивается при фемтосекундной микрообработке; 2) материалы, ПП которых понижается;* В разделе представлены избранные статьи по материалам конференции "Фундаментальные основы ла-зерных микро-и нанотехнологий", состоявшейся в июле 2016 г.