Dvukhfotonnaya lazernaya pechat' funktsional'nykh mikrostruktur integral'noy fotoniki: volnovodov, mikrorezonatorov i prizmennykh adapterov vvoda/vyvoda opticheskogo izlucheniya

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

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.

Bibliografia

  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).

Declaração de direitos autorais © Российская академия наук, 2023

Este site utiliza cookies

Ao continuar usando nosso site, você concorda com o procedimento de cookies que mantêm o site funcionando normalmente.

Informação sobre cookies