科研領(lǐng)域
激光直寫光波導(dǎo)陣列(Light Sci. Appl. 13, 1 (2024) 130.)
水導(dǎo)激光是微觀世界的 “精準(zhǔn)手術(shù)刀”。憑借極高的聚焦精度，它能對(duì)各類新型材料進(jìn)行納米級(jí)的切割與微加工，幫助科研人員制備高質(zhì)量的材料樣本，深入探究材料在微觀尺度下的性能，加速新型功能材料的研發(fā)進(jìn)程。
水導(dǎo)激光原理：利用水的折射率（約為 1.33）與周圍空氣的折射率（約為 1.0）的差異，當(dāng)激光束以一定角度射向水 - 空氣界面時(shí)，如果入射角小于全反射的臨界角，激光束將發(fā)生全反射，不會(huì)穿透界面，從而確保激光能量在水束中得到有效限制和傳輸，就像在光纖中傳播一樣。這樣激光可以在水中沿著特定路徑傳輸，同時(shí)水還能起到冷卻和增強(qiáng)激光束聚焦能力、能量密度的作用。
激光直寫原理：通過計(jì)算機(jī)控制，利用強(qiáng)度可變的激光束對(duì)基片表面的材料（如光刻膠等）實(shí)施變劑量曝光，顯影后便在材料表面形成要求的浮雕輪廓，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的直接寫入。
結(jié)合方式：在水導(dǎo)激光激光直寫光波導(dǎo)陣列中，是利用水導(dǎo)激光作為能量源，通過水的傳導(dǎo)將激光精準(zhǔn)地傳輸?shù)酱庸げ牧媳砻?，然后基于激光直寫的原理，按照預(yù)先設(shè)計(jì)的圖案和程序，在材料上逐點(diǎn)、逐行或逐區(qū)域地進(jìn)行曝光，使材料發(fā)生物理或化學(xué)變化，形成具有特定折射率分布的光波導(dǎo)陣列結(jié)構(gòu)。
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性能高精度加工：水導(dǎo)激光能精確控制激光束的傳輸路徑，結(jié)合激光直寫的高分辨率特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)亞微米甚至更高精度的光波導(dǎo)陣列加工，滿足光通信、光量子計(jì)算等領(lǐng)域?qū)ξ⑿〕叽纭⒏呔裙獠▽?dǎo)器件的需求。 低損傷與高穩(wěn)定性：水的冷卻作用可以有效減少激光加工過程中產(chǎn)生的熱影響，降低材料的熱應(yīng)力和熱變形，避免材料出現(xiàn)微裂紋等損傷，從而提高光波導(dǎo)陣列的光學(xué)性能和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。 材料適應(yīng)性廣：可以適用于多種光學(xué)材料，如玻璃、晶體、聚合物等，為不同應(yīng)用場(chǎng)景下選擇合適的材料來制備光波導(dǎo)陣列提供了可能。 靈活的設(shè)計(jì)與制造：激光直寫的無(wú)掩模特性使得光波導(dǎo)陣列的設(shè)計(jì)和制造更加靈活，可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求快速調(diào)整和修改光波導(dǎo)的形狀、尺寸、間距等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)定制化的生產(chǎn)。
主 要 應(yīng) 用
