01
Абстрацт
Кварцно стакло показује различите структурне конфигурације под различитим условима температуре и притиска, праћено трајном волуметријском згушњавањем, што значајно утиче на његова макроскопска оптичка својства као што је индекс преламања. Међутим, основни механизми микроструктурне еволуције дензификације изазвани високом{1}}температуром, високим-притиском (ХПХТ) физичком компресијом и фотоелектричном ексцитацијом фемтосекундног ласерског директног писања (ФЛДВ) остају непотпуно схваћени. Дубље разумевање процеса рекомбинације не-неравнотежне стаклене мреже у овим екстремним условима је кључно за флексибилан дизајн и развој нових више-оптичких влакана, квантних интегрисаних чипова и напредних уређаја за оптоелектронску фузију.
02
Преглед
Ова студија систематски упоређује структурне фазне прелазе и оптичке одговоре индуковане у кварцном стаклу високо-температуром и високим{1}}третманом (ХПХТ), фемтосекундним ласерским директним писањем (ФЛДВ) и комбинацијом оба. Студија је открила да иако обе методе могу постићи линеарно повећање индекса преламања и макроскопске дензификације, постоје фундаменталне разлике у путевима микроскопске реорганизације. Најважнија разлика лежи у чињеници да стаклена структура у ласерски-озраченој области еволуира у стање карактеристичне високе виртуелне температуре (1600–2000 К) под екстремним фототермалним ефектима, праћено генерисањем не-дефекта кисеоника који не премошћује (НБО) уско повезаних са ивицом {-ускорошајне слике СидраО4} (ПЛ) понашање које се драстично разликује од оног изазваног чистим{10}физичким третманом под високим притиском.
03
Анализа слике и текста
Слика 1 приказује карактеризацију високе-толеранције притиска нанорешетке типа ИИ изазване фемтосекундним ласером-у силицијум стаклу, укључујући трансмисиону оптичку микроскопију (А–Ф, М–П) и поларизациону микроскопију (Г–Л, К–Т). Постављена су четири градијента високе-температуре и високог-притиска од 673 К: оригинално стакло, само жарена контролна група и градијенти од 1,4, 2,5, 3,7 и 4,9 ГПа. Упоређена су два процеса: „прво ласер, па високи притисак“ и „прво висок притисак, па ласер“. Енергија ласерског импулса је фиксирана на 0,8 µЈ. Сигнали боја на сликама поларизације представљају облик и интензитет дволомног преламања нанорешетка. Резултати показују да једноставно жарење на 673 К не оштећује решетку. Структура нанорешетке и дволомност су стабилно очувани када је притисак мањи или једнак 2,5 ГПа. Дволомност значајно слаби након повећања на 3,7 ГПа, и потпуно нестаје на 4,9 ГПа, што указује да је изнад 3,7 ГПа... Висока температура и притисак ће срушити нанопоре унутар решетке и уништити структуру периодичне модулације густине. Штавише, промена фазног кашњења решетке је реверзибилна у оквиру две секвенце обраде, што потврђује да нанорешетка има карактеристике високог{25}}избрисаног притиска и реконфигурације.
04
Резиме
Овај чланак систематски открива сличности и разлике између физичке компресије високог{0}}притиска и директног писања фемтосекундним ласером у густом кварцном стаклу. Иако оба могу постићи трајно згушњавање и побољшање индекса преламања, на микроскопском нивоу, електромагнетно-побуђени ултрабрзи ласер јединствено покреће еволуцију стаклене мреже у стање високе виртуелне температуре и локално индукује јединствене микроскопске кристалографске дефекте као што су прекид везе, НБО и ивица - Обрада под високим-притиском која се ослања на деформацију у режиму круте јединице (РУМ). Ово откриће не само да појашњава границе тополошке деформације аморфних мрежа узрокованих различитим методама убризгавања енергије, већ такође пружа чврсту теоријску основу за будући дизајн нових фотонских уређаја и оптичких комуникационих компоненти кроз прилагођавање локалне структуре.
