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

Cover Page

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.

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

Copyright (c) 2024 Российская академия наук

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».