激光辅助三维金属微打印(特邀)

当前微纳尺度的三维金属结构,由于其独特的物化性能和空间构型优势,在科学与工程领域的应用需求日益增多。由此应运而生的各种三维金属微尺度打印技术近年来相继被开发,并引起了广泛关注。在众多技术中,基于激光的三维微打印技术有着非接触加工、制造灵活性好等优势。文中综述了当前一些代表性的激光辅助三维金属微打印技术,总结了各种三维金属微打印的基本原理、技术优势及典型应用。针对高表面光滑度、高熔点、高电导率的三维金属微打印存在的挑战,介绍了超快激光制备玻璃微通道模具法辅助实现三维金属微制造的新技术。最后就三维金属微打印的未来方向和应用前景进行了探讨。

大规模铌酸锂光子集成系统的超快激光光刻研究进展

飞秒光刻辅助化学机械刻蚀技术(photolithography assisted chemo-mechanical etching,PLACE)实现了在薄膜铌酸锂(thin-film lithium niobate,TFLN)上高品质大规模光子集成电路(photonic integrated circuit,PIC)的制造,并推动了光子集成电路重大应用领域的持续发展,产生了一系列高性能PIC应用,诸如高Q微谐振器、低损耗波导、波导放大器、阵列波导光栅(arrayed waveguide grating,AWG)和电光(electro-optic,EO)可调谐/可编程光子器件等.针对PIC器件和光刻系统的大规模生产,本文介绍了一种超高速高分辨率激光光刻制造系统,采用高重复频率飞秒激光器和高速多边形激光扫描仪,可实现200 nm分辨率下4.8 cm2/h的光刻制造效率,并且展示了基于TFLN光子器件的晶圆级制造、晶圆级微电极结构等的应用.

基于超快激光光刻的有源铌酸锂光子集成

光子集成器件以极低的成本和功耗实现覆盖从光源、调制、非线性频率转换、光放大到光探测的全功能单片集成,对光电信息处理系统产生显著而深远的影响,并推动一系列诸如高速通信、人工智能、量子信息,以及精密测量等重大应用领域的持续发展。近年来,铌酸锂薄膜光子器件得益于离子揭膜技术和微纳刻蚀工艺的进步,以宽的工作窗口、低的传输损耗、大的调制带宽、高的非线性光学转换效率和兼容大规模光子集成等优点,在集成光子学领域占据重要一席之地。本文介绍了利用超快激光光刻结合化学机械抛光技术在掺杂有源发光稀土离子的铌酸锂薄膜衬底上实现片上激光与光放大的最新进展,包括在波导放大器中实现了超过20 dB的最大内部净增益,并且在高品质铌酸锂微盘中演示了具有454.7 Hz窄线宽的电光可调谐单频激光器,演示了单片集成的电驱动微环激光器,以及连续光刻方式实现的无源/有源混合集成器件。

超低损耗铌酸锂光子学

铌酸锂光子集成是推动未来高速光通信和光信息处理领域变革性发展的重要前沿技术。介绍了利用铌酸锂光子芯片制造技术制备集成光路中关键光子结构与器件的最新研究进展。得益于单晶铌酸锂晶体的高非线性系数和强电光效应,利用制备的高性能铌酸锂光子器件演示了多种高效的非线性光学过程。