宽波段飞秒激光诱导铁电畴反转研究 - 硫系玻璃 | 宁波大学红外材料及器件实验室
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宽波段飞秒激光诱导铁电畴反转研究
作者: irglass 时间: 2023-02-04 浏览:377 次

      近日,我室研究生王森(第一作者)、徐天翔副研究员和盛艳研究员(共同通讯作者)在期刊Optics Express上发表了题为Ferroelectric domain engineering with femtosecond pulses of different wavelengths的论文(2023,31(4):5843-5852)。文章连接:https://doi.org/10.1364/OE.483162

       基于周期反转铁电畴结构的非线性光子晶体是非线性光学领域的重要介质,其中三维非线性光子晶体具有最为丰富的调制自由度,在准相位匹配、非线性波前调制方面具有重要研究价值。近红外飞秒激光直写三维铁电畴结构是制备三维非线性光子晶体的重要技术手段,目前已在多种基质铁电体中实现了三维畴调控,但包括激光波长在内的一系列加工参数对铁电畴的形成以形貌的影响规律尚不明确。

       本工作选择目前已基于飞秒激光直写实现三维畴调控的铁电晶体中矫顽场最低的铌酸锶钡晶体作为研究对象,利用宽波段飞秒激光诱导了铁电畴反转,实验研究了畴反转阈值随激光波长的变化规律,结合宽波段非线性吸收特性建立了相关理论模型,实验结果与理论预测符合良好(如图1所示)。此外还研究了曝光时间、加工深度等激光直写相关的重要参数对畴反转阈值及畴形貌的影响。研究结果有助于深度理解激光诱导铁电畴反转过程的物理机制,并为基于反转铁电畴结构的光电子器件制备提供理论和实验支撑。

图1 飞秒激光在不同波长和功率下加工的结构(a)退火前和(b)退火后;(c)不同波长下实验和理论的铁电畴反转阈值;(d)铌酸锶钡晶体的非线性吸收系数。