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亚博app下载官网:YAG(钇铝石榴石)晶体中的亚波长散射光栅和MOW(微结构光波导)。a)在红外线太阳光下,长度为厘米级、间距为700nm光栅的图像。b)实验并计算出来了波长为1070nm的亚波长光栅(间距为700nm)的意味著散射效率。

计算公式为散射功率除以入射光到映射光栅的功率。Errorbars图对应于~0.07%的实验标准偏差。

插画:制作的光栅的扫瞄电子显微镜(SEM)特写图像。c)六边形结构的光波导,水平孔距500nm,平均值孔径166nmx386nm,长4mm。d)波长为1550nm、862nm(横向)和972nm(水平)的半峰仅有长(full-widthathalfmaximum,FWHM)处的仿真强度模式。

e)1550nm一处测量的波导输入模式的散射有限将近场图像,FWHM大约为~1.5μm。(图片来源:NaturePhotonics)据麦姆斯咨询报导,材料的光学特性由其化学性质和固有的亚波长结构要求,尽管后者仍尚待了解密切相关。光子晶体和超强材料早已证明了这一点,它们通过表面的转变可获取一种全新的打破材料未知大自然光学特性的光操纵。

然而,在过去30年的研究中,现有的技术方法已无法可信地在材料表面以外的纳米结构硬脆光学晶体中展开了解的光学密切相关和涉及应用于。例如,半导体行业研发的激光光刻是表面处置技术,用作有效地光刻多种材料,还包括硅、石英玻璃和聚合物等。该工艺用作生产高质量的二维(2D)纳米光子器件,可以扩展到三维(3D),20年前红外飞秒激光平写出技术就早已证明了这一点。

然而,光单体结构是不切实际的,因为它们无法与其它光子元件黏合。虽然3D纳米结构光纤获取的功能相比之下远超过了普通非结构化玻璃可获取的功能,从而使非线性光学和光通信再次发生了革命性变化,但在晶体介质中展开可信的材料生产依然难以实现。替代方法还包括用激光诱导介质击穿和在半透明晶体内启动时的微爆(micro-explosion)必要加工3D纳米结构,从而在其中产生空隙并构成亚微米结构。但是这种方法不存在不断扩大晶格受损和加剧裂纹的风险。

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因此,尽管科学家们代价了大量希望,大规模3D晶体纳米结构的标准方法仍尚待报导。近期公开发表在《大自然光子学》(NaturePhotonics)杂志上的一项研究指出,AiranRodenas及其光子学与纳米技术研究所及物理系的同事们超越了现有的晶体纳米结构工程设计方法。

他们明确提出了一种有所不同的方法,利用晶体的湿法光刻速率和多光子3D激光平写出技术(3DLW),可以在纳米尺度上局部转变晶体的内部化学反应活性,从而构成颗粒的纳米孔晶格。跨学科的科学家指出,在100nm范围内具备给定特征的厘米级长度的空孔晶格可以在诸如钇铝石榴石(YAG)和蓝宝石等之类的关键晶体内部产生,一般来说可用作实际应用于中。Rodenas等人在光刻之前展开必要激光载入,在固态激光晶体内部产生光子应用于所需的孔结构。在YAG中,利用3DLW设计的湿法光刻纳米孔晶格。

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