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Practical and High-Energy Near- to Mid-Infrared Femtosecond Oscillators for Directly Writing Silicon Waveguides in Three Dimensions

用于三维直写硅波导的实用高能近中红外飞秒振荡器

基本信息

批准号：
EP/E016863/1
负责人：
Derryck Reid
金额：
$ 40.46万
依托单位：
Heriot-Watt University
依托单位国家：
英国
项目类别：
Research Grant
财政年份：
2007
资助国家：
英国
起止时间：
2007 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://gtr.ukri.org/projects?ref=EP%2FE016863%2F1
关键词：
Practical Energy Near Mid Infrared

项目摘要

Direct-writing of optical waveguides using femtosecond lasers has been the subject of much research since the first demonstration 10 years ago. Despite the great potential of optically-written semiconductor waveguides, there remains an almost universal absence of research in this area. The most likely explanation for this is a practical one; only Ti:sapphire amplifiers can typically provide sufficient pulse energy for waveguide creation but their 800nm wavelength is not transmitted by semiconductors such as silicon, so the creation of sub-surface waveguides is impossible. We propose to address this problem by developing a new energy-scaling approach to femtosecond optical parametric oscillators based on combining cavity-dumping with extended-cavity operation. In this way we expect to produce near- and mid-infrared pulses with energies around 1uJ which should be sufficient to write waveguides in various materials, and we intend to verify this by concentrating on waveguide creation in silicon wafers. The project combines broad expertise in the Ultrafast Optics Group in femtosecond laser machining , sub-surface silicon microscopy and femtosecond parametric source development .

自10年前首次演示以来，使用飞秒激光器直接写入光波导一直是许多研究的主题。尽管光写入半导体波导具有巨大的潜力，但在这一领域的研究仍然几乎普遍缺乏。对此最有可能的解释是实用的；通常只有钛蓝宝石放大器可以提供足够的脉冲能量来创建波导，但它们的800nm波长不能通过硅等半导体传输，因此创建亚表面波导是不可能的。为了解决这一问题，我们提出了一种基于空腔倾倒和扩展腔操作相结合的飞秒光学参量振荡器能量缩放新方法。通过这种方式，我们期望产生能量在1uJ左右的近红外和中红外脉冲，这应该足以在各种材料中编写波导，我们打算通过集中在硅晶圆上创建波导来验证这一点。该项目结合了超快光学集团在飞秒激光加工、亚表面硅显微镜和飞秒参数源开发方面的广泛专业知识。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Femtosecond Laser Micromachining - Photonic and Microfluidic Devices in Transparent Materials

飞秒激光微加工 - 透明材料中的光子和微流体器件

DOI：
10.1007/978-3-642-23366-1_5
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
Thomson R
通讯作者：
Thomson R

Locking the carrier-envelope-offset frequency of an optical parametric oscillator without f-2f self-referencing.

DOI：
10.1364/ol.35.001668
发表时间：
2010-05
期刊：
Optics letters
影响因子：
3.6
作者：
T. Ferreiro;Jinghua Sun;D. Reid
通讯作者：
T. Ferreiro;Jinghua Sun;D. Reid

Strain field manipulation in ultrafast laser inscribed BiB3O6 optical waveguides for nonlinear applications.

DOI：
10.1364/ol.36.004548
发表时间：
2011-12
期刊：
Optics letters
影响因子：
3.6
作者：
S. Beecher;Robert R. Thomson;Derryck T. Reid;N. Psaila;Majid Ebrahim-Zadeh;A. Kar
通讯作者：
S. Beecher;Robert R. Thomson;Derryck T. Reid;N. Psaila;Majid Ebrahim-Zadeh;A. Kar

Ultrafast laser writing of optical waveguides in ceramic Yb:YAG: a study of thermal and non-thermal regimes