Двухфотонная лазерная печать функциональных микроструктур интегральной фотоники: волноводов, микрорезонаторов и призменных адаптеров ввода/вывода оптического излучения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Разработка и оптимизация методов создания функциональных элементов микронных и субмикронных размеров для фотонных интегральных схем является одной из основных задач нанофотоники. В настоящее время активно развивается метод двухфотонной лазерной литографии (ДФЛЛ), позволяющий формировать трехмерные структуры с субволновым разрешением. В данной работе продемонстрированы результаты по развитию этого метода и показано, что использование оптимизированных схем печати, пространственной фильтрации используемого лазерного излучения, введение в полимер лазерных красителей приводит как к формированию оптически однородных и качественных объемных микрострутур с характерными особенностями вплоть до 300 нм, так и приданию им функциональных свойств. Возможности данного оптимизированного метода ДФЛЛ продемонстрированы на примере кольцевых микрорезонаторов и расположенных над подложкой оптических волноводов с призменными адаптерами ввода/вывода излучения. Оптические потери при заведении излучения в волновод на длине волны 405 нм с помощью напечатанного призменного адаптера составили не более 1.25 дБ.

Об авторах

А. И Майдыковский

МГУ имени М. В. Ломоносова

Email: anton@shg.ru
119991, г. Москва, Россия

Д. А Апостолов

МГУ имени М. В. Ломоносова

Email: anton@shg.ru
119991, г. Москва, Россия

Е. А Мамонов

МГУ имени М. В. Ломоносова; Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики”

Email: anton@shg.ru
119991, г. Москва, Россия; 109028, Москва, Россия

Д. А Копылов

МГУ имени М. В. Ломоносова

Email: anton@shg.ru
119991, г. Москва, Россия

С. А Дагесян

МГУ имени М. В. Ломоносова

Email: anton@shg.ru
119991, г. Москва, Россия

Т. В Мурзина

МГУ имени М. В. Ломоносова;Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики”

Автор, ответственный за переписку.
Email: anton@shg.ru
119991, г. Москва, Россия; 109028, Москва, Россия

Список литературы

  1. S. Kawata, H.-B. Sun, T. Tanaka, and K. Takada, Nature 412, 697 (2001).
  2. S. Maruo, O. Nakamura, and S. Kawata, Opt. Lett., 22(2), 132 (1997).
  3. I. I. Shishkin, M.V. Rybin, K.B. Samusev, M. F. Limonov, R.V. Kiyan, B.N. Chichkov, Y. S. Kivshar, and P.A. Belov, JETP Lett. 99(9), 531 (2014).
  4. A.G. Vitukhnovskya, R.D. Zvagelskya, D.A. Kolymagina, A.V. Pisarenkoa, and D.A. Chubicha, Bull. Russ. Acad. Sci.: Phys. 84(7), 927 (2020).
  5. H. Gao, G. F.R. Chen, P. Xing, J.W. Choi, H.Y. Low, and D.T.H. Tan, Adv. Opt. Mater. 8(18), 2000613 (2020).
  6. P.-I. Dietrich, M. Blaicher, I. Reuter, M. Billah, T. Hoose, A. Hofmann, C. Caer, R. Dangel, B. Offrein, U. Troppenz, W. Freude, and C. Koos, Nature Photon. 12, 241 (2018).
  7. A. Maydykovskiy, E. Mamonov, N. Mitetelo, S. Soria, and T. Murzina, JETP Lett. 115(5), 261 (2022).
  8. S.P. Vyatchanin, M. L. Gorodetskii, and V. S. ll'chenko, Journal of Applied Spectroscopy 56, 182 (1992).
  9. A.A. Savchenkov, W. Liang, A.B. Matsko, V. S. Ilchenko, D. Seidel, and L. Maleki, Opt. Lett. 34(9), 1318 (2009).
  10. X. Wang, Q. Liao, Q. Kong, Y. Zhang, Z. Xu, X. Lu, and H. Fu, Angewandte Chemie International Edition 53(23), 5863 (2014).
  11. A.P. Tarasov, A. S. Lavrikov, L.A. Zadorozhnaya, and V.M. Kanevsky, JETP Lett. 115(9), 502 (2022).
  12. K.H. Li, Y. F. Cheung,W.Y. Fu, and H.W. Choi, Appl. Phys. Lett. 119(10), 101106 (2021).
  13. M. Fujita, A. Sakai, and T. Baba, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 5(3), 673 (1999).
  14. F. Vollmer and S. Arnold, Nat. Methods 5(7), 591 (2008).
  15. G. Guan, S. Arnold, and M. V. Otugen, AIAA J. 44(10), 2385 (2006).
  16. S. Zhang, S.-J. Tang, S. Feng, Y.-F. Xiao, W. Cui, X. Wang, W. Sun, J. Ye, P. Han, X. Zhang, and Y. Zhang, Adv. Opt. Mater. 7(20), 1900602 (2019).
  17. D. Venkatakrishnarao, M. A. Mohiddon, N. Chandrasekhar, and R. Chandrasekar, Adv. Opt. Mater. 3(8), 1035 (2015).
  18. I. Staude, M. Decker, M. J. Ventura, C. Jagadish, D.N. Neshev, M. Gu, and Y. S. Kivshar, Adv. Mater. 25(9), 1260 (2013).
  19. D.A. Kopylov, M.N. Esaulkov, I. I. Kuritsyn, A.O. Mavritskiy, B. E. Perminov, A.V. Konyashchenko, T.V. Murzina, and A. I. Maydykovskiy, Laser Phys. Lett. 15(4), 045001 (2018).
  20. G.O. Dias, O. Lecarme, J. Cordeiro, E. Picard, and D. Peyrade, Microelectronic Engineering 257, 111751 (2022).
  21. F. Dumur, Eur. Polym. J. 163, 110962 (2022).
  22. N.B. Tomazio, L.D. Boni, and C.R. Mendonca, Sci. Rep. 7(1), 1 (2017).
  23. R.M.R. Adao, T. L. Alves, C. Maibohm, B. Romeira, and J. B. Nieder, Opt. Express 30(6), 9623 (2022).
  24. S. Zhang, S.-J. Tang, S. Feng, Y.-F. Xiao, W. Cui, X. Wang, W. Sun, J. Ye, P. Han, X. Zhanga, and Y. Zhang, Adv. Opt. Mater. 7(20), 1900602 (2019).
  25. L. Cheng, S. Mao, Z. Li, Y. Han, and H. Y. Fu, Micromachines 11(7), 666 (2020).
  26. X. Chen, C. Li, C.K.Y. Fung, S.M.G. Lo, and H.K. Tsang, IEEE Photonics Technol. Lett. 22(15), 1156 (2010).
  27. D. Taillaert, F.V. Laere, M. Ayre, W. Bogaerts, D.V. Thourhout, P. Bienstman, and R. Baets, Jpn. J. Appl. Phys. 45(8A), 6071 (2006).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».