La escritura directa con láser de femtosegundos es una tecnología prometedora para la fabricación de chips fotónicos integrados principalmente debido a su capacidad intrínseca de creación de prototipos tridimensionales (3-D) en sustratos transparentes. En la actualidad, la dificultad para inducir grandes cambios en el índice de refracción distribuidos suavemente en las regiones irradiadas con láser es el principal obstáculo para producir circuitos integrados fotónicos compactos (PIC). Recientemente, investigadores en China propusieron una solución para suprimir la pérdida de curvatura de la guía de ondas en pequeños radios de curvatura en más de un orden de magnitud, abriendo una nueva vía para reducir el tamaño de los circuitos integrados fotónicos tridimensionales. Su trabajo, titulado "Supresión de la pérdida de curvatura en la escritura de guías de ondas ópticas tridimensionales con pulsos de láser de femtosegundos, "fue publicado en Ciencia China Física, Mecánica y Astronomía .

Los PIC fabricados con tecnologías fotolitográficas maduras se utilizan en la detección, comunicaciones ópticas, procesamiento de señales ópticas y biofotónica. Como tecnología de fabricación intrínsecamente plana, El aumento de la densidad de integración en la fotolitografía depende principalmente de la reducción de los tamaños de los componentes individuales. Alternativamente, Los PIC de configuraciones tridimensionales geométricamente complejas ahora se pueden fabricar mediante escritura directa con láser de femtosegundos, lo que potencialmente proporciona una alta densidad de integración y una flexibilidad extrema en términos de sistemas multifuncionales integrados como la optofluídica y la optomecánica.

En la actualidad, Se ha demostrado que las guías de ondas inscritas en vidrio de sílice fundido admiten la transmisión monomodo con pérdidas de propagación tan bajas como 0,1 dB / cm a una longitud de onda de 1550 nm. Sin embargo, el aumento típico del índice de refracción inducido en la sílice fundida por la irradiación con láser de femtosegundos es del orden de ~ 10-4- ~ 10-3, dando lugar a grandes pérdidas por flexión en pequeños radios de curvatura. Esto se ha convertido en un gran obstáculo para la producción de dispositivos fotónicos compactos con las guías de onda tridimensionales escritas por pulsos de láser de femtosegundos.

Para resolver este desafiante problema, los investigadores inscribieron múltiples pistas de modificación en sílice fundida mediante escritura directa con láser de femtosegundos, dispuestos en dos conjuntos para formar un par de paredes de modificación vertical en los dos lados de la guía de ondas curvada. Las estructuras de modificación producen una fuerte densificación localizada del material, así como una tensión estructural significativamente mejorada en la región de guía. Como resultado, el contraste del índice de refracción en la curva de la guía de ondas aumentó sustancialmente. Optimizando los parámetros geométricos de los muros de supresión de pérdidas por flexión (BLSW), redujeron con éxito la pérdida de curvatura de guías de ondas curvas con un radio de curvatura de 15 mm de ~ 3 dB a ~ 0,3 dB.