Telekomünikasyon Aralığında Yenilikçi Optoelektronik Aygıtların Üretimine Yönelik Optik Malzemelerin Femtosaniye Lazer ile Mikro-Modifikasyonu

2 7

Proje Grubu: MFAG Sayfa Sayısı: 0 Proje No: 114F256 Proje Bitiş Tarihi: 01.03.2018 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 16-03-2020

Telekomünikasyon Aralığında Yenilikçi Optoelektronik Aygıtların Üretimine Yönelik Optik Malzemelerin Femtosaniye Lazer ile Mikro-Modifikasyonu

Öz:
1,5 ?m dalgaboyunu kullanan telekomünikasyon teknolojilerinin hızlı gelişimi, bunları destekleyen teknolojilerin de gelişmesine bağlıdır ki, bunların en kritik olanları önemli kızılötesi malzemelerden yapılan mikroaygıtların yüksek hassasiyetli üretim teknikleridir. Mikroaygıtların görünür bantta femtosaniye lazer ışını ile oluşturulması günümüze değin çok çalışılmış bir teknolojidir. Femtosaniye lazerlerin bazı özellikleri, dalga kılavuzları gibi mikro elemanların doğrudan veya kendiliğinden oluşumu alanında, bunlara diğer lazerlere göre ciddi üstünlükler sağlamaktadır. Bu projede, bu teknolojiyi, literatürde eksik olan 1,5 µm dalga boyunda göstermek için disiplinlerarası ve uluslararası işbirlikli bir araştırmayı bildiriyoruz. 1,5 ?m civarında yüksek güçlü kısa atımlı ışık yayılımını ve telekomünikasyon dalga boyu aralığında çalışan optoelektronik malzemeler ile etkileşimini inceliyoruz. Projede başlıca hedefimiz, malzeme içine lazerle yazma işleminin temel fiziğini anlamak, özellikle de silisyumda optik etkileşimler sayesinde lazerle indüklenen malzeme modifikasyonunu / işlemeyi sağlamak ve lazerle telekominikasyon bant aralığında çalışabilecek optoelektronik elemanların doğrudan yazımı için pratik bir know-how yaratmaktı. Bu amaçla kompakt ve düşük maliyetli bir erbiyum fiber lazer sisteminden mikrojul seviyesi ve pikosaniye altı atımları veren yeni bir fiber lazer teknolojisi geliştirdik. Lazer sistemimizi literatürde ilk defa silikonda optik dalga kılavuzu yapılarını doğrudan yazmak için kullandık. Kalkojenit camda doğrudan yazmayı ve yazılı yapıların silisyumdaki dalga kılavuzu özelliklerini doğruladık. Ayrıca, zaman çözümlü bir görüntüleme düzeneği kurduk ve siisyumda pikosaniye altı 1.5 µm lazer atımlarının yayılımının görüntülenmesini ilk kez başardık. Ayrıca, yazılı yapıların kırılma indisi ölçümleri ve görüntülemesi için gölgegrafi ve polarigrafi düzenekleri geliştirdik.Laser material processing, nonlinear optics, optoelectronics, microfabrication, silicon photonics
Anahtar Kelime: silicon photonics microfabrication optoelectronics nonlinear optics Laser material processing

Konular: Fizik, Uygulamalı Telekomünikasyon
Erişim Türü: Erişime Açık
  • R. R. Gattass, E. Mazur, “Femtosecond laser micromachining in transparent materials,” Nature Photonics 2, 219 - 225 (2008).
  • A. Saliminia, N. T. Nguyen, M. C. Nadeau, S. Petit, S. L. Chin, and R. Vallée, “Writing optical waveguides in bulk fused silica using 1kHz femtosecond infrared pulses,” J. Appl. Phys. 93 (7), 3724 (2003).
  • C. Florea, K. A. Winick, “Fabrication and characterization of photonic devices directly written in glass using femtosecond laser pulses,” J. Lightwave Tech. 21, 246–253 (2003).
  • G.D. Marshall, M. Ams, M.J. Withford, “Direct laser written waveguide-Bragg gratings in bulk fused silica,” Opt. Lett. 31, 2690–2691 (2006).
  • G. Della Valle, et al. “C-band waveguide amplifier produced by femtosecond laser writing,” Opt. Express 13, 5976–5982 (2005).
  • S. Taccheo, et al., “Er:Yb-doped waveguide laser fabricated by femtosecond laser pulses,” Opt. Lett. 29, 2626–2628 (2004).
  • C. B. Schaffer, A. Brodeur, J. F. Garcia, & E. Mazur, “Micromachining bulk glass by use of femtosecond laser pulses with nanojoule energy,” Opt. Lett. 26, 93–95 (2001).
  • G.D. Marshall, M. Ams, & M.J. Withford, “Direct laser written waveguide-Bragg gratings in bulk fused silica,” Opt. Lett. 31, 2690–2691 (2006).
  • K. Yamada, et al. “In situ observation of photoinduced refractive-index changes in filaments formed in glasses by femtosecond laser pulses,” Opt. Lett., 26, 19-21 (2001).
  • A. Couairon, A. Mysyrowicz, “Femtosecond filamentation in transparent media,” Physics Reports 441, 47-189 (2007).
  • L. Sudrie, A. Couairon, M. Franco, et al., “Femtosecond laser-induced damage and filamentary propagation in fused silica,” Phys. Rev. Lett. 89, 186601 (1-4) (2002).
  • J. H. Marburger, “Self-focusing: Theory,” Prog. Quant. Electr. 4, 35-110 (1975).
  • A. Mysyrowicz, A. Couairon, and U. Keller, “Self-compression of optical laser pulses by filamentation,” New J. Phys. 10, 025023 (2008).
  • M. D. Feit, J. A. Fleck, “Effect of refraction on spot-size dependence of laser-induced breakdown,” App. Phys. Lett. 24, 169-172 (1974).
  • M. Mlejnek, E. M. Wright, J. V. Moloney, “Dynamic spatial replenishment of femtosecond pulses propagating in air,” Opt. Lett. 23, 382-384 (1998).
  • A. Dubietis, E. Gaizauskas, G. Tamosauskas, P. Di Trapani, “Light filaments without self-channeling,” Phys. Rev. Lett. 92, 253903 (2004).
  • G. Mechain, C. D’Amico, Y.-B. Andre, et al., “Range of plasma filaments created in air by a multiterawatt femtosecond laser,” Opt. Commun. 247, 171-180 (2005).
  • A. Dubietis, E. Kucinskas, G. Tamošauskas, et al., “Self-reconstruction of light filaments,” Opt. Lett. 29, 2893-2895 (2004).  K. Ishikawa, H. Kumagai, K. Midorikawa, “High-power regime of femtosecond-laser pulse propagation in silica: multiple-cone formation,” Phys. Rev. E. 66, 056608 (2002).
  • Y. Liu, H. Jiang, Q. Gong, “Spatiotemporal transformation of a focused femtosecond pulse in the absence of self-focusing,” Opt. Lett. 31, 832-834 (2006).
  • P. Polesana, M. Franco, A. Couairon, et al., “Filamentation in Kerr media from pulsed Bessel beams,” Phys. Rev. A. 77, 043814 (1-11) (2008).
  • D. Faccio, A. Matijosius, A. Dubietis, et al., “Near- and far-field evolution of laser pulse filaments in Kerr media,” Phys. Rev. E 72, 037601 (1-4) (2005).
  • I. Blonskyi, M. Brodyn, V. Kadan, O. Shpotyuk, I. Dmitruk, and I. Pavlov “Spatiotemporal dynamics of femtosecond filament induced plasma channel in fused silica,” Appl. Phys. B 97, 829-834 (2009).
  • V. Kudriasov, E. Gaizauskas, and V. Sirutkaitis, “Beam transformation and permanent modification in fused silica induced by femtosecond filaments,” J. Opt. Soc. Am. B 22, 2619-2627 (2005).
  • K. Yamada, W. Watanabe, Y. Li, K. Itoh, and J. Nishii, “Multilevel phase-type diffractive lenses in silica glass induced by filamentation of femtosecond laser pulses,” Opt. Lett. 29, 1846-1848 (2004).
  • A. Zakery, S.R. Elliott, “Optical nonlinearities in chalcogenide glasses and their applications,” Springer, Berlin–Heidelberg–New York, 2007.
  • D. M. Krol, “Femtosecond laser modification of glass,” J. Non-Cryst. Sol. 354, 416- 424 (2008). S. Tzortzakis, D. G. Papazoglou, I. Zergioti, “Long-range filamentary propagation of sub-picosecond ultraviolet laser pulses in fused silica,” Opt. Lett. 31, 796-798 (2008).
  • D. G. Papazoglou, I. Zergioti, S. Tzortzakis, “Plasma strings from ultraviolet laser filaments drive permanent structural modifications in fused silica,” Opt. Lett. 32, 2055- 2077 (2007).
  • M. A. Hughes, W. Yang, D. W. Hewak, “Spectral broadening in femtosecond laser written waveguides in Chalcogenide glass,” J. Opt. Soc. Am. B. 26, 1370-1378 (2009).
  • I. Blonskyi, V. Kadan, O. Shpotyuk, M. Iovu, and I. Pavlov, “Femtosecond filamentation in chalcogenide glasses limited by two-photon absorption,” Opt. Mat. 32, 1553-1557 (2010).
  • I. Blonskyi, V. Kadan, O. Shpotyuk, M. Iovu, P. Korenyuk, and I. Dmitruk, “Filamentinduced self-written waveguides in glassy As4Ge30S66,” Appl. Phys. B 104, 951 (2011).
  • D. Faccio, M. Clerici, A. Averchi, et al. “Kerr-induced spontaneous Bessel beam formation in the regime of strong two-photon absorption,” Opt. Express 16, 8213- 8218 (2008).
  • P. C. Verburg, G. R. B. E. Römer, and A. J. Huis in ’t Veld, "Two-photon–induced internal modification of silicon by erbium-doped fiber laser," Opt. Express 22, 21958- 21971 (2014)
  • O. Tokel, A. Turnalı, G. Makey, P. Elahi, T. Çolakoğlu, E. Ergeçen, Ö. Yavuz, R. Hübner, M. Z. Borra, I. Pavlov, A. Bek, R. Turan, D. K. Kesim, S. Tozburun, S. Ilday & F. Ö. Ilday, “In-chip microstructures and photonic devices fabricated by nonlinear laser lithography deep inside silicon,” Nature Phot. 11, 639–645 (2017)
  • I. Pavlov, O. Tokel, S. Pavlova, V. Kadan, G. Makey, A. Turnali, Ö. Yavuz, and F. Ö. Ilday, "Femtosecond laser written waveguides deep inside silicon," Opt. Lett. 42, 3028-3031 (2017)
  • D. Faccio, M. Clerici, A. Averchi, O. Jedrkiewicz, S. Tzortzakis, D. G. Papazoglou, F. Bragheri, L. Tartara, A. Trita, S. Henin, I. Cristiani, A. Couairon, and P. Di Trapani, “Kerr-induced spontaneous Bessel beam formation in the regime of strong twophoton absorption,” Opt. Express 16(11), 8213 (2008)
APA PAVLOV I, İLDAY F, TOKEL O (2018). Telekomünikasyon Aralığında Yenilikçi Optoelektronik Aygıtların Üretimine Yönelik Optik Malzemelerin Femtosaniye Lazer ile Mikro-Modifikasyonu. , 1 - 0.
Chicago PAVLOV Ihor,İLDAY Fatih Ömer,TOKEL Onur Telekomünikasyon Aralığında Yenilikçi Optoelektronik Aygıtların Üretimine Yönelik Optik Malzemelerin Femtosaniye Lazer ile Mikro-Modifikasyonu. (2018): 1 - 0.
MLA PAVLOV Ihor,İLDAY Fatih Ömer,TOKEL Onur Telekomünikasyon Aralığında Yenilikçi Optoelektronik Aygıtların Üretimine Yönelik Optik Malzemelerin Femtosaniye Lazer ile Mikro-Modifikasyonu. , 2018, ss.1 - 0.
AMA PAVLOV I,İLDAY F,TOKEL O Telekomünikasyon Aralığında Yenilikçi Optoelektronik Aygıtların Üretimine Yönelik Optik Malzemelerin Femtosaniye Lazer ile Mikro-Modifikasyonu. . 2018; 1 - 0.
Vancouver PAVLOV I,İLDAY F,TOKEL O Telekomünikasyon Aralığında Yenilikçi Optoelektronik Aygıtların Üretimine Yönelik Optik Malzemelerin Femtosaniye Lazer ile Mikro-Modifikasyonu. . 2018; 1 - 0.
IEEE PAVLOV I,İLDAY F,TOKEL O "Telekomünikasyon Aralığında Yenilikçi Optoelektronik Aygıtların Üretimine Yönelik Optik Malzemelerin Femtosaniye Lazer ile Mikro-Modifikasyonu." , ss.1 - 0, 2018.
ISNAD PAVLOV, Ihor vd. "Telekomünikasyon Aralığında Yenilikçi Optoelektronik Aygıtların Üretimine Yönelik Optik Malzemelerin Femtosaniye Lazer ile Mikro-Modifikasyonu". (2018), 1-0.
APA PAVLOV I, İLDAY F, TOKEL O (2018). Telekomünikasyon Aralığında Yenilikçi Optoelektronik Aygıtların Üretimine Yönelik Optik Malzemelerin Femtosaniye Lazer ile Mikro-Modifikasyonu. , 1 - 0.
Chicago PAVLOV Ihor,İLDAY Fatih Ömer,TOKEL Onur Telekomünikasyon Aralığında Yenilikçi Optoelektronik Aygıtların Üretimine Yönelik Optik Malzemelerin Femtosaniye Lazer ile Mikro-Modifikasyonu. (2018): 1 - 0.
MLA PAVLOV Ihor,İLDAY Fatih Ömer,TOKEL Onur Telekomünikasyon Aralığında Yenilikçi Optoelektronik Aygıtların Üretimine Yönelik Optik Malzemelerin Femtosaniye Lazer ile Mikro-Modifikasyonu. , 2018, ss.1 - 0.
AMA PAVLOV I,İLDAY F,TOKEL O Telekomünikasyon Aralığında Yenilikçi Optoelektronik Aygıtların Üretimine Yönelik Optik Malzemelerin Femtosaniye Lazer ile Mikro-Modifikasyonu. . 2018; 1 - 0.
Vancouver PAVLOV I,İLDAY F,TOKEL O Telekomünikasyon Aralığında Yenilikçi Optoelektronik Aygıtların Üretimine Yönelik Optik Malzemelerin Femtosaniye Lazer ile Mikro-Modifikasyonu. . 2018; 1 - 0.
IEEE PAVLOV I,İLDAY F,TOKEL O "Telekomünikasyon Aralığında Yenilikçi Optoelektronik Aygıtların Üretimine Yönelik Optik Malzemelerin Femtosaniye Lazer ile Mikro-Modifikasyonu." , ss.1 - 0, 2018.
ISNAD PAVLOV, Ihor vd. "Telekomünikasyon Aralığında Yenilikçi Optoelektronik Aygıtların Üretimine Yönelik Optik Malzemelerin Femtosaniye Lazer ile Mikro-Modifikasyonu". (2018), 1-0.