Fabrication of Nanogratings and Rewriting of Birefringent Structures in Nanoporous Glass

S. S. Fedotov; Федотов С. С.; A. S. Lipatiev; Липатьев А. С.; T. O. Lipatieva; Липатьева Т. О.; Yu. V Mikhailov; Михайлов Ю. В.; S. V. Lotarev; Лотарев С. В.; I. S. Glebov; Глебов И. С.; V. N. Sigaev; Сигаев В. Н.

doi:10.31857/S0002337X23060155

Формирование нанорешеток и перезапись двулучепреломляющих структур в нанопористом стекле

Авторы: Федотов С.С.¹, Липатьев А.С.¹, Липатьева Т.О.¹, Михайлов Ю.В.¹, Лотарев С.В.¹, Глебов И.С.¹, Сигаев В.Н.¹
Учреждения:
1. Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева
Выпуск: Том 59, № 6 (2023)
Страницы: 677-681
Раздел: Статьи
URL: https://journal-vniispk.ru/0002-337X/article/view/140196
DOI: https://doi.org/10.31857/S0002337X23060155
EDN: https://elibrary.ru/EIXRGN
ID: 140196

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Изучена динамика развития структуры двулучепреломляющих лазерно-индуцированных модификаций в нанопористом стекле в зависимости от количества записывающих фемтосекундных импульсов. Обнаружена трансформация эллиптической полости, вытянутой перпендикулярно поляризации записывающего лазерного пучка, в двулучепреломляющую нанорешетку, которая сопровождается увеличением фазовой задержки. Продемонстрирована возможность перезаписи структур путем изменения ориентации их медленной оси двулучепреломления, что обуславливает перспективность применения высококремнеземистых нанопористых стекол в качестве носителей информации с возможностью перезаписи.

Ключевые слова

: нанопористое стекло, двулучепреломление формы, лазерная микрообработка, фемтосекундный лазер

Список литературы

Hood H.P., Nordberg M.E. US Patent 2106744. 1934.
Janowski F., Enke D. Porous Glasses. Part of Handbook of Porous Solids. N.Y.: Wiley-VCH, 2002.
Антропова Т.В., Вейко В.П., Костюк Г.К., Гирсова М.А., Анфимова И.Н., Чуйко В.А., Яковлев Е.Б. Особенности формирования планарных микрооптических элементов на подложках из пористого стекла под действием лазерного излучения и последующего спекания // Физика и химия стекла. 2012. Т. 38. № 6. С. 699–717.
Xia J., Chen D., Qiu J., Zhu C. Rare-Earth-Doped Silica Microchip Laser Fabricated by Sintering Nanoporous Glass // Opt. Lett. 2005. V. 30. № 1. P. 47–49. https://doi.org/10.1364/OL.30.000047
Veiko V.P., Zakoldaev R.A., Sergeev M.M., Danilov P.A., Kudryashov S.I., Kostiuk G.K., Sivers A.N., Ionin A.A., Antropova T.V., Medvedev O.S. Direct Laser Writing of Barriers with Controllable Permeability in Porous Glass // Opt. Express. 2018. V. 26. № 21. P. 28150–28160. https://doi.org/10.1364/OE.26.028150
Lijing Z., Zakoldaev R.A., Sergeev M.M., Petrov A.B., Veiko V.P., Alodjants A.P. Optical Sensitivity of Waveguides Inscribed in Nanoporous Silicate Framework // Nanomaterials. 2021. V. 11. P. 123 1–14. https://doi.org/10.3390/nano11010123
Lijing Z., Zakoldaev R.A., Sergeev M.M., Veiko V.P. Fluorescent Bulk Waveguide Sensor in Porous Glass: Concept, Fabrication, and Testing // Nanomaterials. 2020. V. 10. P. 2169. 1–12. https://doi.org/10.3390/nano10112169
Liao Y., Ni J., Qiao L., Huang M., Bellouard Y., Sugioka K., Cheng Y. Formation of Nanogratings in a Porous Glass Immersed in Water by Femtosecond Laser Irradiation // Laser Applications in Microelectronic and Optoelectronic Manufacturing (LAMOM) XX. 2015. V. 9350. P. 93500G. https://doi.org/10.1117/12.2076905
Liao Y., Cheng Y., Liu C., Song J., He F., Shen Y., Chen D., Xu Z., Fan X., Wei X., Sugioka K., Midorikawa K. Direct Laser Writing of sub-50 nm Nanofluidic Channels Buried in Glass for Three-Dimensional Micro-Nanofluidic Integration // Lab Chip. 2013. V. 8. P. 1626–1631. https://doi.org/10.1039/C3LC41171K
Liao Y., Song J., Li E., Luo Y., Shen Y., Chen D., Xu Z., Sugioka K., Midorikawa K. Rapid Prototyping of Three-Dimensional Microfluidic Mixers in Glass by Femtosecond Laser Direct Writing // Lab Chip. 2012. V. 12. P. 746–749. https://doi.org/10.1039/C2LC21015K
Lipatiev A.S., Fedotov S.S., Okhrimchuk A.G., Lotarev S.V., Vasetsky A.M., Stepko A.A., Shakhgildyan G.Yu., Piyanzina K.I., Glebov I.S., Sigaev V.N. Multilevel data writing in nanoporous glass by a few femtosecond laser pulses // Appl. Opt. 2018. V. 57. P. 978–982. https://doi.org/10.1364/AO.57.000978
Fedotov S.S., Okhrimchuk A.G., Lipatiev A.S., Stepko A.A., Piyanzina K.I., Shakhgildyan G.Yu., Glebov I.S., Lotarev S.V., Sigaev V.N. 3-Bit Writing of Information in Nanoporous Glass by a Single Sub-Microsecond Burst of Femtosecond Pulses // Opt. Lett. 2018. V. 43. P. 851–854. https://doi.org/10.1364/OL.43.000851
Shimotsuma Y., Kazansky P.G., Qiu J., Hirao K. Self-Assembled Nanogratings in Glass Irradiated by Ultrashort Light Pulses. Physical Review Letters // Phys. Rev. Lett. 2003. V. 91. P. 247405. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.91.247405
Bricchi E., Klappauf B.G., Kazansky P.G. Form Birefringence and Negative Index Change Created by Femtosecond Direct Writing in Transparent Materials // Opt. Lett. 2004. V. 29. P. 119–121. https://doi.org/10.1364/OL.29.000119
Zhang J., Gecevicius M., Beresna M., Kazansky P.G. Seemingly Unlimited Lifetime Data Storage in Nanostructured Glass // Phys. Rev. Lett. 2014. V. 112. P. 033901. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.112.033901
Fedotov S.S., Lipatiev A.S., Presniakov M.Yu., Shakhgildyan G.Yu., Okhrimchuk A.G., Lotarev S.V., Sigaev V.N. Laser-Induced Cavities with a Controllable Shape in Nanoporous Glass // Opt. Lett. 2020. V. 45. P. 5424–5427. https://doi.org/10.1364/OL.398090
Sakakura M., Lei Y., Wang L., Yu Y., Kazansky P.G. Ultralow-Loss Geometric Phase and Polarization Shaping by Ultrafast Laser Writing in Silica Glass // Light Sci. Appl. 2020. V. 9. P. 1–10. https://doi.org/10.1038/s41377-020-0250-y
Rudenko A., Colombier J.-P., Itina T.E. From Random Inhomogeneities to Periodic Nanostructures Induced in Bulk Silica by Ultrashort Laser // Phys. Rev. B. 2016. V. 93. P. 075427. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.93.075427
Bhardwaj V.R., Simova E., Rajeev P.P., Hnatovsky C., Taylor R.S., Rayner D.M., Corkum P.B. Optically Produced Arrays of Planar Nanostructures inside Fused Silica // Phys. Rev. Lett. 2006. V. 96. P. 057404. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.96.057404
Taylor R.S., Hnatovsky C., Simova E., Rajeev P.P., Rayner D.M., Corkum P.B. Femtosecond Laser Erasing and Rewriting of Self-Organized Planar Nanocracks in Fused Silica Glass // Opt. Lett. 2007. V. 32. P. 2888–2890. https://doi.org/10.1364/OL.32.002888