Manipulating femtosecond laser interactions in bulk glass and thin-film with spatial light modulation (Conference Presentation)
Notice bibliographique
Résumé
Spatial Light Modulators (SLM) are emerging as a power tool for laser beam shaping whereby digitally addressed phase shifts can impose computer-generated hologram patterns on incoming laser light. SLM provide several additional advantages with ultrashort-pulsed lasers in controlling the shape of both surface and internal interactions with materials. Inside transparent materials, nonlinear optical effects can confine strong absorption only to the focal volume, extend dissipation over long filament tracks, or reach below diffraction-limited spot sizes. Hence, SLM beam shaping has been widely adopted for laser material processing applications that include parallel structuring, filamentation, fiber Bragg grating formation and optical aberration correction. This paper reports on a range of SLM applications we have studied in femtosecond processing of transparent glasses and thin films. Laser phase-fronts were tailored by the SLM to compensate for spherical surface aberration, and to further address the nonlinear interactions that interplay between Kerr-lens self-focusing and plasma defocusing effects over shallow and deep focusing inside the glass. Limits of strong and weak focusing were examined around the respective formation of low-loss optical waveguides and long uniform filament tracks. Further, we have employed the SLM for beam patterning inside thin film, exploring the limits of phase noise, resolution and fringe contrast during interferometric intra-film structuring. Femtosecond laser pulses of 200 fs pulse duration and 515 nm wavelength were shaped by a phase-only LCOS-SLM (Hamamatsu X10468-04). By imposing radial phase profiles, axicon, grating and beam splitting gratings, volume shape control of filament diameter, length, and uniformity as well as simultaneous formation of multiple filaments has been demonstrated. Similarly, competing effects of spherical surface aberration, self-focusing, and plasma de-focusing were studied and delineated to enable formation of low-loss optical waveguides over shallow and deep focusing conditions. Lastly, SLM beam shaping has been successfully extended to interferometric processing inside thin transparent film, enabling the arbitrary formation of uniform or non-uniform, symmetric or asymmetric patterns of flexible shape on nano-scale dimensions without phase-noise degradation by the SLM patterning. We present quantized structuring of thin films by a single laser pulse, demonstrating λ/2nfilm layer ejection control, blister formation, nano-cavities, and film colouring. Closed intra-film nanochannels with high aspect ratio (20:1) have been formed inside 3.5 um thick silica, opening new prospects for sub-cellular studies and lab-in-film concepts that integrate on CMOS silicon technologies.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».