Vzaimosvyaz' parametrov dvulucheprelomleniya i ierarkhicheskoy prostranstvennoy struktury mikrotrekov, zapisannykh v ob\"eme plavlenogo kvartsa ul'trakorotkimi lazernymi impul'sami

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Исследованы изменения фазового набега и длины, а также пространственной структуры двулучепреломляющих микротреков, записанных в объеме плавленого кварца в режиме жесткой фокусировки (числовая апертура NA = 0.45 и 0.55) лазерными импульсами с длиной волны 1030 нм, длительностью 0.3 и 0.6 пс, при варьировании энергии импульсов. Показано, что по мере увеличения энергии импульсов величина фазового набега и длины микротреков монотонно растет, а их пространственная структура трансформируется из массива продольных каналов с поперечной субволновой периодичностью ΛE вдоль вектора поляризации в трехмерную иерархическую структуру с дополнительной периодичностью Λk порядка длины волны вдоль оси распространения излучения. Впервые обнаружено, что в трехмерных иерархических структурах имеет место почти двухкратное уменьшение периода ΛE, что соответствует увеличению наведенной в микротреках разности показателей преломления до ∆n ∼ 4.5 × 10−3.

About the authors

Yu. S. Gulina

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН

Email: gulinays@lebedev.ru
Москва, Россия

A. E. Rupasov

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН

Москва, Россия

G. K. Krasin

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН

Москва, Россия

N. I. Busleev

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН

Москва, Россия

I. V. Gritsenko

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН

Москва, Россия

A. V. Bogatskaya

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН; МГУ имени М. В. Ломоносова

Москва, Россия; Москва, Россия

S. I. Kudryashov

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН

Москва, Россия

References

  1. S. M. Rytov, Soviet Physics JETP 2(3), 466 (1956).
  2. S. A. Akhmanov, V. I. Emel’yanov, N. I. Koroteev, and V. N. Seminogov, Soviet Phys.-Uspekhi 28(12), 1084 (1985).
  3. A. Rudenko, J. P. Colombier, S. H¨ohm, A. Rosenfeld, J. Kr¨uuger, J. Bonse, T. E. Itina, Sci. Rep. 7(1), 12306 (2017).
  4. J. L. Deziel, L. J. Dube, S. H. Messaddeq, Y. Messaddeq, and C. Varin, Phys. Rev. B 97(20), 205116 (2018).
  5. Y. Shimotsuma, K. Hirao, J. Qiu, and P. G. Kazansky, Mod. Phys. Lett. B 19(5), 225 (2005).
  6. H. Wang, Y. Lei, L. Wang, M. Sakakura, Y. Yu, G. Shayeganrad, and P. G. Kazansky, Laser Photonics Rev. 16(4), 2100563 (2022).
  7. Z. Wang, B. Zhang, Z. Wang, J. Zhang, P. G. Kazansky, D. Tan, snd J. Qiu, Adv. Mater. 35(47), 2303256 (2023).
  8. J. Gao, X. Zhao, Z. Yan, Y. Fu, J. Qiu, L. Wang, and J. Zhang, Adv. Funct. Mater. 34(11), 2306870 (2024).
  9. Y. Shimotsuma, M. Sakakura, P. G. Kazansky, M. Beresna, J. Qiu, K. Miura, anf K. Hirao, Adv. Mater. 22(36), 4039 (2010).
  10. M. Beresna, M. Gecevicius, P. G. Kazansky, and T. Gertus, Appl. Phys. Lett. 98(20), 201101 (2011).
  11. S. I. Kudryashov, P. A. Danilov, A. E. Rupasov, M. P. Smayev, N. A. Smirnov, V. V. Kesaev,A. N. Putilin, M. S. Kovalev, R. A. Zakoldaev, and S. A. Gonchukov, Laser Physics Lett. 19(6), 065602 (2022).
  12. J. D. Mills, P. G. Kazansky, E. Bricchi, and J. J. Baumberg, Appl. Phys. Lett. 81(2), 196 (2002).
  13. F. Flamini, L. Magrini, A. S. Rab, N. Spagnolo, V. D’Ambrosio, P. Mataloni, F. Sciarrino, T. Zandrini, A. Crespi, R. Ramponi, and R. Osellame, Light Sci. Appl. 4(11), 354 (2015).
  14. R. Osellame, H. Hoekstra, G. Cerullo, and M. Pollnau, Laser Photonics Rev. 5(3), 442 (2011).
  15. R. Stoian, C. D’amico, Y. Bellouard, and G. Cheng, Ultrafast Laser Volume Nanostructuring of Transparent Materials: From Nanophotonics to Nanomechanics, in R. Stoian and J. Bonse (editors), Ultrafast Laser Nanostructuring Springer Series, in Optical Sciences, Springer International Publishing, Cham (2023), v. 239.
  16. G. Shayeganrad, X. Chang, H. Wang, C. Deng, Y. Lei, and P. G. Kazansky, Opt. Express 30(22), 41002 (2022).
  17. E. Bricchi, B. G. Klappauf, and P. G. Kazansky, Opt. Lett. 29(1), 119 (2004).
  18. Y. Shimotsuma, P. G. Kazansky, J. Qiu, and K. Hirao, Phys. Rev. Lett. 91(24), 247405 (2003).
  19. A. Borowiec and H. K. Haugen, Appl. Phys. Lett. 82(25), 4462 (2003).
  20. P. G. Kazansky, E. Bricchi, Y. Shimotsuma, J. Qiu, and K. Hirao, 3D periodic nano-structures in glass irradiated by ultrashort light pulses, in Conference on Lasers and Electro-Optics, IEEE, Baltimore, MD, USA (2005), p. CFG5.
  21. Y. Dai, A. Patel, J. Song, M. Beresna, and P. G. Kazansky, Opt. Express 24(17), 19344 (2016).
  22. Y. Shimotsuma, T. Asai, K. Miura, K. Hirao, and P. G. Kazansky, Journal of Laser Micro/Nanoengineering 7(3), 339 (2012).
  23. E. Casamenti, S. Pollonghini, and Y. Bellouard, Opt. Express 29(22), 35054 (2021).
  24. A. V. Bogatskaya, E. A. Volkova, A. M. Popov, Subwavelength Plasma Gratings Formation in the Process of Laser Modification in the Volume of Fused Silica, in Proceedings of the 12th International Conference on Photonics, Optics and Laser Technology, Rome, Italy (SciTePress, Set´ubal, 2024), v. 1, p. 15.
  25. S. B. Mehta, M. Shribak, and R. Oldenbourg, J. Opt. 15(9), 094007 (2013).
  26. S. Kudryashov, A. Rupasov, R. Zakoldaev, M. Smaev, A. Kuchmizhak, A. Zolot’ko, M. Kosobokov, A. Akhmatkhanov, and V. Shur, Nanomaterials 12(20), 3613 (2022).
  27. N. I. Busleev, A. E. Rupasov, V. V. Kesaev, N. A. Smirnov, S. I. Kudryashov, and R. A. Zakoldaev, Opt. Spectrosc. 131(2), 161 (2023).
  28. А. Е. Рупасов, И. В. Гриценко, Н. И. Буслеев, Г. К. Красин, Ю. С. Гулина, А. В. Богацкая, С. И. Кудряшов, Оптика и спектроскопия 132(1), 83 (2024).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Российская академия наук