1 浙江大学材料科学与工程学院，杭州 310058
2 之江实验室，杭州 311121
3 浙江大学光电科学与工程学院，杭州 310027
超快激光直写技术由于其灵活性、高效性和良好的方向性，可以三维选择性地在材料内部进行加工，被广泛应用于玻璃的微晶化及其器件的制备中，在光储存、波导激光器、光子电路和集成光子芯片等领域有着广泛的应用前景。本文简要概述了超快激光在玻璃内部诱导析晶的原理，晶态/非晶态自组织周期性结构的形成机制，以及超快激光在玻璃三维空间中诱导析晶的最新研究进展，总结了通过控制激光参数和玻璃成分等实现对结晶形态、结构及光学性质调控的相关研究，并对所直写的微纳结构在非线性器件、光储存、激光器等领域的应用和发展方向进行了概述与展望。
微晶玻璃 超快激光直写 析晶原理 自组织周期性结构 热积累效应 光存储 glassceramics ultrafast laser direct writing crystallization principle selforganized periodic structure heat accumulation effect optical storage
近几年迅速发展的光量子技术对全无机透明介质内部先进功能结构的制造提出了更高的要求。利用超快激光与物质相互作用, 选择性修饰玻璃网络并快速产生功能各异的微晶结构无疑为制造各种新型光子元件提供了一种重要手段。首先介绍了超快激光选择性晶化的基本原理以及该技术所需要的激光参数和材料特性, 比较了该技术与传统晶化方法的优势与局限, 重点讨论了在不同类型玻璃材料中诱导功能晶体结构的新现象、新机制、新应用, 包括超快激光诱导的非线性晶体、晶体型纳米光栅、量子点等前沿领域的最新成果。最后提出了对超快激光选择性晶化加工的展望。
超快激光 玻璃 选择性晶化 微纳制造 ultrafast laser glass selective crystallization micro-nano manufacturing
1 浙江大学光电科学与工程学院，浙江 杭州 310027
2 之江实验室，浙江 杭州 311121
超快激光具有超快、超强和超宽频谱的特点，聚焦的超快激光可以瞬间在透明材料内部产生极高的温度和压强。在这种局域极端条件下，材料的内部结构会发生许多新奇的变化。以全无机卤化物钙钛矿纳米晶（PCN）为例，阐述了超快激光诱导玻璃内部形核和析出纳米晶的基本原理，总结了近年来利用超快激光技术在玻璃内部析出全无机PCN的研究现状，分析了其在光存储和彩色显示等领域中的应用前景。
超快光学 超快激光 可控析晶 纳米晶 钙钛矿 玻璃 光学学报
2022, 42(17): 1732001
1 宁波财经学院，浙江 宁波 315175
2 浙江大学 光电科学与工程学院，浙江 杭州 310027
3 宁波大学 高等技术研究院，浙江 宁波 315211
多年来，硅和锗一直被认为是合适制造探测器和集成光电器件的半导体材料。然而，与金刚石基器件相比，这种四价半导体的抗辐射损伤能力较差，而且在恶劣条件或高强光辐照下，器件的稳定性较差。近年来，金刚石因其优异的光学与力学性能，在集成光子学、传感和量子光学等领域展现了巨大的应用前景。利用激光诱导金刚石微纳结构为开发金刚石上的三维光互联器件、全碳探测器、石墨电阻以及单光子源的实现提供了一种有潜力的制备方法。阐述了飞秒激光诱导金刚石色心形成、石墨化和折射率变化的物理机制，在此基础上，进一步探究了飞秒激光诱导金刚石微纳结构在单光子源、传感器和光波导等方面的应用，并对未来发展趋势进行了展望。
飞秒激光 色心 单光子源 金刚石 传感器 波导 femtosecond laser color center single-photon source diamond sensor waveguide 红外与激光工程
2020, 49(12): 20201057
1 浙江大学光电科学与工程学院, 浙江 杭州 310027
2 宁波大学高等技术研究院, 浙江 宁波 315211
近年来,随着研究人员在微纳集成领域(如微流体、微机械、微电子等领域)研究的逐渐深入,不同材料间的连接成为该领域发展的一个瓶颈。超短脉冲激光焊接技术因其热效应精密可控、精度高等优势,逐渐成为了非金属材料焊接领域的研究热点。以玻璃、陶瓷、半导体单晶材料、有机聚合物为例,介绍了超短脉冲激光在非金属材料焊接领域的应用及具体案例,并展望了该技术的未来发展趋势。
激光光学 超短脉冲激光 焊接 陶瓷 玻璃 聚合物 单晶 激光与光电子学进展
2020, 57(11): 111422
1 浙江大学光电科学与工程学院, 浙江 杭州 310027
2 宁波大学高等技术研究院, 浙江 宁波 315211
人类社会信息技术的快速发展不仅使得信息传递更加快捷,同时也对信息数据的存储产生了巨大的需求。如何对呈指数化增加的数据进行高速可靠、低能耗、低成本的长期存储已成为信息社会继续发展亟需解决的难题。为此,介绍了以玻璃为存储介质的光存储技术的发展现状,总结了玻璃介质光存储的应用方案,并对以玻璃作为存储介质的光存储技术未来发展趋势进行了展望。
激光光学 飞秒激光 玻璃 光存储 价态操控 量子点 晶体析出 激光与光电子学进展
2020, 57(11): 111407
