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現(xiàn)代通信系統(tǒng)通常利用光導(dǎo)纖維在設(shè)備內(nèi)部或者設(shè)備之間傳遞信號(hào)。這些設(shè)備中的集成光路將多種功能結(jié)合進(jìn)單個(gè)電路中。不過，信號(hào)傳遞需要長(zhǎng)的光導(dǎo)纖維，從而使設(shè)備很難小型化。為解決這一問題，科學(xué)家開始測(cè)試平面型波導(dǎo)，而非長(zhǎng)的光導(dǎo)纖維。
在美國物理學(xué)會(huì)（AIP）出版集團(tuán)所屬《應(yīng)用物理學(xué)雜志》上，英國利茲大學(xué)科研人員報(bào)告了針對(duì)一種玻璃的激光輔助研究。該研究展示了其作為一種寬帶平面波導(dǎo)放大器材料的前景。這種材料通過將一類由鋅、鈉、碲制成的玻璃和稀土元素鉺摻雜在一起獲得。摻雜了鉺的波導(dǎo)放大器本身已經(jīng)受到關(guān)注，因?yàn)殂s的電子躍遷發(fā)生在通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)1.5微米上。
平面型波導(dǎo)引導(dǎo)光線沿著單一幾何平面?zhèn)鞑?。研究人員采用了一種被稱為超快激光等離子體摻雜的技術(shù)。該技術(shù)利用超快激光器將鉺離子作為薄膜融入二氧化硅襯底。研究人員將高強(qiáng)度激光器瞄準(zhǔn)摻雜了鉺的玻璃表面。這會(huì)炸出一個(gè)微小的坑，并且產(chǎn)生由噴射材料羽流形成的薄膜。
薄膜形成過程產(chǎn)生的測(cè)量結(jié)果聚焦這種玻璃的消融閾值。這個(gè)量描述了利用強(qiáng)激光輻照將原子或分子分離所需的最小能量。研究人員確定了這個(gè)系統(tǒng)的消融閾值如何受到激光束半徑、激光脈沖數(shù)量以及鉺離子摻雜劑濃度的影響。
他們發(fā)現(xiàn)，消融閾值并不取決于制造設(shè)備所需的鉺離子的低摻雜濃度。論文作者Thomas Mann表示，盡管該研究完全關(guān)注的是將鉺離子作為摻雜劑，但“相關(guān)結(jié)果可適用于經(jīng)過超快激光器處理的其他介質(zhì)材料”。
研究人員還分析了在玻璃中爆炸形成的小坑形狀和特征。理解制造過程中產(chǎn)生的小坑的形態(tài)學(xué)，對(duì)于控制諸如有孔性、表面積以及材料散射或者吸收光線的能力等屬性非常重要。
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