Circuitos ópticos integrados fabricados mediante escritura directa con pulsos láser ultracortos

G.A. TORCHIA; MR. TEJERINA; D BIASETTI; S. SUAREZ

Conferencia; Reunion Nacional de Fisica Argentina; 2012

Durante la última década la escritura láser con pulsos ultracortos en materiales de interés en Fotónica ha marcado un notable avance en la fabricación de dispositivos ópticos integrados con excelente performance [1]. El uso de materiales ópticamente pasivos y activos ha dado lugar a sistemas integrados de interconexión, división de haz, resonadores, etc. (pasivos),  como así también amplificadores, láseres, moduladores de fase y amplitud, amplificadores paramétricos etc. (activos) [2]. Este tipo de tecnología de fabricación brinda importante ventajas a la hora de construir alguno de estos dispositivos, la misma presenta un rápido prototipado, bajo costo y tiene una amplia aplicabilidad en diferentes materiales ópticos. La base física de la modificación de los materiales con este método, es la absorción no lineal, ya sea muti-fotónica, túnel y la más eficiente la avalancha. La ionización alcanzada mediante la interacción laser de pulsos ultracortos y materiales genera importantes modificaciones permanentes en el interior de los mismos. Considerando  bajas tasas de repetición de los pulsos láser (< 1 MHz)  y dependiendo del rango de fluencias (intensidades) utilizadas, podemos reconocer dos tipos de estructuras: Tipo I y II. Las guías de onda fabricadas con fluencias menores a 0.5 J/cm2 (correspondientes a 1.6×1014 W/cm2, Tipo I), son originadas por un rápido enfriamiento del plasma generado, dejando un incremento en la densidad del material en la zona de focalización del haz láser. En el caso de las guías de onda fabricadas con fluencia mayores a 0.5 J/cm2  (correspondientes a 1.6×1014  W/cm2, Tipo II), en la región de enfoque en el interior del material se produce una explosión de Coulomb, que da lugar a un daño importante en la región de interacción y complementariamente origina una región con tensiones mecánicas residuales adyacentes a la región de daño. En este trabajo se presenta las características de las estructuras de guías de onda obtenidas con esta técnica, entre las cuales podemos citar: el  incremento de índice de refracción y pérdidas de propagación, en función de los parámetros de micro-mecanizado utilizados. Los sistemas analizados fueron procesados con el sistema de micro-mecanizado y el láser pulsos ultracortos que posee el Centro de Investigaciones Ópticas.