Optical Phenomena and Processes Induced by Ultrashort Light Pulses in Chalcogenide and Chalcohalide Glassy Semiconductors

Abstract

Time-resolved microscopy study of ablation with femtosecond laser pulses in chalcohalide glass and crystal silicon is presented. The laser pulse energy is deposited into the near-surface layer due to twophoton absorption. The superheated liquid is ejected from the ablation spot under the action of supersonic blast wave. Glass-forming process in chalcohalide glass creates optically smooth spherical surface of the crater due to the action of surface tension forces. As a result, single laser pulse produces microlens, which can be transformed into micromirrors after metal sputtering. The fabricated microoptical elements demonstrate diffraction-limited performance.

У роботі представлені результати вивчення абляції халькогалоїдного скла і кристалічного кремнію фемтосекундними лазерними імпульсами з використанням часороздільної мікроскопії. Енергія лазерного імпульсу передається у приповерхневий шар через двохфотонне поглинання. Перегріта рідина витискається з зони абляції під дією надзвукової ударної хвилі. В процесі охолодження і утворення скла поверхня кратера в халькогалоїдному склі розгладжується під дією сил поверхневого натягу. Таким чином, єдиний лазерний імпульс створює мікролінзу, з якої можна створити мікродзеркало шляхом нанесення металевого покриття. Створені мікрооптичні елементи є дифракційно обмеженими.

В работе представлены результаты изучения абляции халькогалоидного стекла и кремния фемтосекундными лазерными импульсами с использованием микроскопии с разрешением по времени. Энергия лазерного импульса передается в приповерхностный слой путем двухфотонного поглощения. Перегретая жидкость вытесняется из зоны абляции под действием сверхзвуковой ударной волны. В процессе охлаждения и образования стекла поверхность кратера в халькогалоидном стекле разглаживается под действием сил поверхностного натяжения. Таким образом, единственный лазерный импульс создает микролинзу, из которой можно создать микрозеркало путем нанесения металлического покрытия. Созданные микрооптические элементы являются дифракционно ограниченными.