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157nm激光刻蚀晶体光纤SiO2机理的研究

李维来 李英 李伟

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157nm激光刻蚀晶体光纤SiO2机理的研究

    作者简介: 李维来(1949- ),男,研究员,主要从事光纤传感技术与系统、光电子器件与激光微加工研究.E-mail:lwl@mail.whut.edu.cn.
  • 基金项目:

    国家自然科学基金资助项目(60537050)

  • 中图分类号: TG665

Mechanism study of silica ablating on photonic crystal fiber by 157 nm laser

  • CLC number: TG665

  • 摘要: 为了研究157nm激光对SiO2材料的加工特性,用157nm激光刻蚀晶体光纤的端面,以晶体光纤的微孔轮廓作为参照,对刻蚀深度和烧蚀程度进行定量地分析。157nm激光的光子能量达7.9 eV,能够被SiO2强烈地吸收,会在SiO2上诱导出点缺陷结构,产生大量的种子电子。同时光纤SiO2材料的掺杂使157nm激光损伤的阈值大大降低,实际加工速率达210nm/脉冲。结果表明,由于单光子雪崩电离吸收的速率远高于高阶多光子吸收的速率,所以157nm激光对SiO2材料损伤的主要机理是单光子雪崩电离吸收过程,破坏其分别占一半的离子键和共价键。在刻蚀过程中会产生热量,但由于损伤产生的时间仅20ns,形成的热影响区很小,故可得到较高的加工质量。
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出版历程
  • 收稿日期:  2005-10-08
  • 录用日期:  2005-11-20
  • 刊出日期:  2006-11-25

157nm激光刻蚀晶体光纤SiO2机理的研究

    作者简介: 李维来(1949- ),男,研究员,主要从事光纤传感技术与系统、光电子器件与激光微加工研究.E-mail:lwl@mail.whut.edu.cn
  • 1. 武汉理工大学, 光纤传感技术与信息处理教育部重点实验室, 武汉, 430070
基金项目:  国家自然科学基金资助项目(60537050)

摘要: 为了研究157nm激光对SiO2材料的加工特性,用157nm激光刻蚀晶体光纤的端面,以晶体光纤的微孔轮廓作为参照,对刻蚀深度和烧蚀程度进行定量地分析。157nm激光的光子能量达7.9 eV,能够被SiO2强烈地吸收,会在SiO2上诱导出点缺陷结构,产生大量的种子电子。同时光纤SiO2材料的掺杂使157nm激光损伤的阈值大大降低,实际加工速率达210nm/脉冲。结果表明,由于单光子雪崩电离吸收的速率远高于高阶多光子吸收的速率,所以157nm激光对SiO2材料损伤的主要机理是单光子雪崩电离吸收过程,破坏其分别占一半的离子键和共价键。在刻蚀过程中会产生热量,但由于损伤产生的时间仅20ns,形成的热影响区很小,故可得到较高的加工质量。

English Abstract

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