Кумулятивные тепловые эффекты при наноплазмонной записи микроструктур с эффектом двулучепреломления фемтосекундным лазерным излучением в объеме плавленого кварца

Аннотация: Впервые исследовано термическое влияние на структуру нанорешеток, которые формируются в плавленом кварце по известному плазмонному механизму и демонстрируют эффект двулучепреломления, с ростом экспозиции N (4×10² – 3×10⁴ импульсов в точку), набираемой в режиме сканирования за счет частоты следования f (25 кГц – 2 МГц) жесткофокусированных (числовая апертура NA = 0.25) ультракоротких (длительность – 0.3 пс) лазерных импульсов ближнего ИК диапазона (1030 нм) с фиксированной энергией. При увеличении N до 7.5×10³ слабый спад интенсивности фотолюминесценции немостиковых кислородно-дырочных центров антикоррелирует с ростом фазового сдвига и коэффициента пропускания нанорешеток. При превышении этого значения N наблюдаются резкое подавление люминесценции, спад оптического пропускания и коллапс наведенного двулучепреломления, обусловленные термическим разрушением материала (локальная температура T ≈ 2 × 10³ °С). Показано, что усиление кумулятивного нагрева с ростом экспозиции ультракоротких лазерных импульсов приводит к отжигу данных кислородных френкелевских дефектов с улучшением качества нанорешеток вплоть до порога теплового разрушения материала.

Ключевые слова: филаментация, вторая гармоника, третья гармоника.