Жақында Франция, Катар, Ресей және Грекиядан келген ғалым Марго Шанал Nature Communications журналының соңғы санында көлемді кремнийде ультра жылдам лазерлік жазудың табалдырығынан өту атты мақаласын жариялады. Кремнийде ультра жылдам лазерлерді жазудың алдыңғы әрекеттерінде фемтосекундтық лазерлер кремнийдің көлемді өңдеуінің құрылымдық қабілетсіздігінде жетістіктерге жетті. Экстремалды NA мәндерін пайдалану лазерлік импульстерге кремнийдегі химиялық байланыстарды жою үшін жеткілікті ионизацияға қол жеткізуге мүмкіндік береді, бұл кремний материалдарында тұрақты құрылымдық өзгерістерге әкеледі.
1990-жылдардың аяғынан бастап зерттеушілер фемтосекундтық лазерлердің ультра қысқа импульстарын әдетте оқшаулағыш болып табылатын кең жолағы бар көлемді материалдарға жаза бастады. Бірақ осы уақытқа дейін кремний және басқа жартылай өткізгіш материалдар сияқты тар жолағы бар материалдар үшін дәл ультра жылдам лазерлік жазуға қол жеткізу мүмкін емес. Адамдар кремний қолданбаларының үлкен нарығын кеңейту үшін кремний фотоникасында 3D лазерлік жазуды қолдану және жартылай өткізгіштердегі жаңа физикалық құбылыстарды зерттеу үшін көбірек жағдай жасау үшін жұмыс істеуде.
Бұл экспериментте ғалымдар фемтосекундтық лазерлер лазер энергиясын техникалық тұрғыдан максималды импульстік қарқындылыққа дейін арттырса да, кремнийдің массасын құрылымдық өңдеуге болмайтынын анықтады. Дегенмен, фемтосекундтық лазерлер ультра жылдам лазерлермен ауыстырылған кезде, индукторлық кремний құрылымдарының жұмысында физикалық шектеулер жоқ. Олар сондай-ақ сызықты емес сіңірудің жоғалуын азайту үшін лазер энергиясын ортада жылдам жолмен беру керек екенін анықтады. Алдыңғы жұмыста кездесетін мәселелер лазердің шағын сандық апертурасынан (НА) туындады, бұл лазер жіберілген және фокусталған кезде проекциялауға болатын бұрыш диапазоны. Зерттеушілер кремний шарын қатты батыру ортасы ретінде пайдалану арқылы сандық апертура мәселесін шешті. Лазер сфераның ортасына шоғырланған кезде кремний сферасының сынуы толығымен басылады және сандық апертура айтарлықтай артады, осылайша кремний фотондарын жазу мәселесі шешіледі.
Шын мәнінде, кремний фотоникасы қолданбаларында 3D лазерлік жазу кремний фотоникасы саласындағы дизайн және жасау әдістерін айтарлықтай өзгертуі мүмкін. Кремний фотоникасы микроэлектрониканың келесі революциясы ретінде қарастырылады, ол чип деңгейінде лазердің соңғы мәліметтерді өңдеу жылдамдығына әсер етеді. 3D лазерлік жазу технологиясының дамуы микроэлектроника үшін жаңа әлемге жол ашады.
