了解激光加工玻璃中的照片结构变化

激光加工提供了一种快速、非接触和灵活的方法来修改和图案材料，从玻璃到金属。玻璃，或者更一般地说，光学材料，可以通过改变其折射率对激光照射作出反应。此效果已成功用于在大块玻璃中创建三维结构亚博网站下载。

激光辐照引起的光结构变化

激光加工主要导致在烧蚀过程中的光结构变化或折射率更细微的改变。拉曼光谱学在理解处理过程中的照片结构变化时非常有用。

在砷硫化物（如₂S._3.）

砷硫化物是硫属化物玻璃家族的一部分，其表现出几种有趣的性质，可以利用用于制造光子器件。具体而言，它们的高红外透明度，大型非线性折射率和低位能量使它们是良好的候选者，用于制造全光开关和集成光学元件。

玻璃体的拉曼光谱₂S._3.约345厘米处的强条带占主导地位^-1归因于AsS的对称伸缩振动模式_3./₂金字塔。除此之外，约310和380厘米处还有其他特征（肩部）^-1，它被分配到非对称拉伸模式的屁股_3./₂金字塔和AS-S-SAS桥接。

在薄膜形式中过量的硫的存在由485-495cm的弱带表示^-1与S中的S-S拉伸振动相关联_8.戒指。位于188厘米处的弱带^-1和235厘米^-1可归因于AsS的弯曲模式_3./₂金字塔，S8和As_4.S._4.分子。理想情况下，光谱应仅包括345 m处的强波段^-1。

图1。拉曼谱的谱₂S._3.块状、纤维状、薄膜状和晶体状

图2。三硫化砷未曝光（蓝色曲线）与激光曝光（红色曲线）的拉曼光谱比较

上述附加结构的存在是由于玻璃网络中的“错误粘合”的形成。这在薄膜形式（图1）中特别可见，其中_4.S._4.在沉积过程中产生分子簇和AS-作为均色键。

在照射后，低波兰峰处的峰值对应于存在的存在_4.S._4.如图2所示，分子的强度显著降低。这被解释为as含量的减少_4.S._4.，由于光合反应，原始化学计量比被重新创造，部分重整As₂S._3.网络根据：

作为_4.S._4.+₂2作为₂S._3.

同时，峰值的相对强度在235厘米处^-1，与As-As同极性键的存在有关，由于As-S异极性键分解产生“错误”同极性键的光解反应，表现出相对增加，根据：

2 As-S As+S-S

在氧化硅（SiO₂）

拉曼光谱学已被证明是一种有效的方法，用于表征熔融二氧化硅中的结构改性。熔融二氧化硅的光谱的关键特征是宽带以约440厘米为中心的宽带^{- 1}，归因于SiO中Si-O-Si键的摇摆和弯曲_4.Tetrahedra。

两个小频段为490厘米^-1（D1）和606厘米^-1（D2）分别在二氧化硅网络中归因于三个和四个成员硅氧烷环。比较原始和照射样品之间的这些光谱，如图3所示，显示出两个原理趋势随着脉冲能量增加：

• 缺陷线D1和D2的振幅都增加
• 主带的宽度为440厘米^-1减少。

D1和D2缺陷峰的增加幅度归因于在激光辐射时六倍环的环统计的变化变换为三倍和四倍的环。

在β射线照射的情况下，主体440 cm的变窄^{- 1}还报道了随着辐照能量的增加而出现的谱带。该频带频率与玻璃网络中的Si-O-Si角有关，其宽度反映了Si-O-Si角的分布。440厘米的变窄^-1因此，频带可以通过应变的Si-O-Si桥接键的光突出破裂来解释，所述紧张的Si-Si桥接键更容易断裂而不是未训练的键。

图3。随着激光脉冲能量的增加，原始和fs红外激光照射熔融石英的拉曼光谱。插图是490厘米处D1和D2线的放大图像^-1和606厘米^-1， 分别。

块体玻璃中的三维波导写入

Femtosecond Ti：蓝宝石激光聚焦在散装玻璃样品内。电动阶段用于移动样品，并且沿着路径的激光聚焦在沿着平台上改变折射率，如图4所示。

如果折射率变化为正，则创建波导，如图4所示，很像嵌入玻璃样品中的光纤。这为生产三维光学电路奠定了基础。

图4。（a）单通道波导，（b）Y耦合器和（c）单通道波导中LP01和LP11模式的近场强度分布的光学显微镜图像

此信息已采购，从Horiba Scientific提供的材料审核和调整。亚博网站下载

有关此来源的更多信息，请访问霍巴巴科学。