European Commission logo
polski polski
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS

Femtosecond laser induced nanoclusters in glasses for photonic applications

Article Category

Article available in the following languages:

Kontrola wzrostu kryształów na rzecz lepszych materiałów szklanych

Badania w dziedzinie fotoniki doprowadziły do powstania szerokiego zakresu zastosowań naukowych i technologicznych. Obejmują one lasery, czujniki biologiczne i chemiczne, technologię wyświetlaczy, a także medyczne narzędzia diagnostyczne i terapeutyczne.

Technologie przemysłowe icon Technologie przemysłowe

Szkło zawierające nanocząsteczki metalu wzbudza zainteresowanie w potencjalnych zastosowaniach w fotonice dzięki ich szczególnym liniowym i nieliniowym właściwościom optycznym. Właściwości te wynikają z oscylacji plazmy powierzchniowej klastrów metalu, której rezonans jest ściśle związany z koncentracją, rozkładem i kształtem nanocząsteczek metalu. Innym ważnym czynnikiem jest otaczająca matryca dielektryczna, która wpływa na ruch energii elektrycznej i magnetycznej. Optymalizacja materiałów szklanych poprzez manipulowanie właściwościami nanostrukturalnymi ma zapewnić ułatwienie rozwoju i produkcji materiałów nieliniowych, nanourządzeń i elementów optycznych. Jednym ze sposobów na osiągnięcie tego celu jest zastosowanie technik laserowych, które umożliwiają modyfikację kształtu i rozmiaru klastrów metalu; potwierdzono już, że jest to potężne i elastyczne narzędzie do kontroli i optymalizacji liniowych i nieliniowych właściwości optycznych materiałów kompozytowych. Można to osiągnąć poprzez inżynierię właściwości optycznych materiału, przejmując kontrolę nad rozkładem nanocząsteczek w szklanej matrycy. Naukowcy rozważają aktualnie zastosowanie lasera femtosekundowego (FSL), aby wykorzystać ten potencjał. Projekt Nanoklastry indukowane laserem femtosekundowym w szkle w zastosowaniach fotonicznych (Femtonano) miał na celu rozszerzenie wiedzy w tym obszarze poprzez badanie interakcji materii lekkiej, a w szczególności procesów multifotonowych. Jest to niezbędne w staraniach stworzenia nowych urządzeń optycznych opierających się na ujarzmieniu nanocząsteczek. W ramach projektu, finansowanego ze środków UE, starano się lepiej zrozumieć, jak nanostruktury metaliczne formują się w szklanych nośnikach, a także odkryć sposób na manipulowanie kształtem i rozkładem nanoklastrów w matrycy dielektrycznej. Impulsy femtosekundowe wiele oferują w selektywnym przestrzennie przetwarzaniu mikroskopowym oraz formowaniu zmodyfikowanych mikrostruktur trójwymiarowych. Przetwarzanie FSL zostało już zastosowane w produkcji różnego rodzaju zintegrowanych funkcjonalnych urządzeń optycznych. Należą do nich trójwymiarowe falowody optyczne, pamięć optyczna oraz kryształy fotoniczne. W badaniach laserowo indukowanych nanoklastrów w szkle do zastosowań fotonicznych członkom zespołu udało się zaproponować możliwy mechanizm kształtowania nanoklastrów oraz lepiej zrozumieć wpływ warunków promieniowania laserowego na zachowanie takich nanoklastrów Eksperymenty ujawniły pola naprężeń indukowane przez promieniowanie FSL oraz umożliwiły naukowcom opisanie efektów różnej intensywności i kierunku zapisu. W ramach projektu Femtonano skutecznie zastosowano promieniowanie lasera femtosekundowego do zapisu linii krystalicznych w wieloskładnikowym szkle krzemowym oraz identyfikacji okien procesowych lasera i składu matrycy szklanej. Technika krystalizacji kładzie fundamenty pod starania ukierunkowane na stworzenie trójwymiarowych pamięci optycznych, zintegrowanych wyświetlaczy stanu stałego, a być może nawet zintegrowanych urządzeń optyczno-elektronicznych. Jednak nadal brakuje definicji wskazującej, jak osiągnąć łatwą kontrolę kierunku wzrostu kryształów w szkle. Partnerzy projektu Femtonano zamierzają kontynuować starania w tym kierunku, wykraczając nawet poza zakres tego projektu.

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania