1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 陕西 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 四川大学激光物理与化学研究所, 四川 成都 610064
研究了低重复频率飞秒激光在石英玻璃内部诱导的自组织纳米条纹与激光参数和扫描参数的关系，发现激光扫描轨迹横截面纳米光栅的填充因子随扫描参数而变化。在一定的写入窗口，纳米光栅具有偏振依赖导光特性，属于II类波导；实验研究了六边形结构II类波导的导光特性，与重复频率为100 kHz的飞秒激光光刻波导规律具有相似性；理论上构建了II类波导和六边形结构横截面折射率轮廓的理想模型，利用有限元方法分析了II类波导及六边形结构的模式，并从实验上和理论上说明了II类波导的偏振依赖导光性不是由于纳米光栅的形序双折射，而是由于纳米光栅的偏振依赖散射。
激光光学 飞秒激光 波导 纳米光栅 偏振
1 四川大学 激光物理与化学研究所，成都 610064
2 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室，西安 710119
3 Laboratoire Hubert Curien, UMR 5516 CNRS, Universit′e de Lyon, Universit′e Jean Monnet, Saint Etienne 42000 France
4 Department of Electrical Engineering and Computer Science, The University of Kansas, Lawrence, Kansas 66045, USA
飞秒激光诱导折射率变化提供了一种灵活的三维光子器件制作手段.飞秒激光光刻的II类波导具有偏振导光特性，可以作为波导偏振器，但是对于要保留的偏振分量损耗太大.本文阐述了一种利用飞秒激光在熔融石英中制作的新型低损耗波导偏振器.它由中间的一根I类波导及两侧的两根II类纳米光栅轨迹构成.基于飞秒激光诱导的纳米光栅的偏振依赖散射特性，II类纳米光栅轨迹能够对I类波导的倏逝场进行调制.偏振方向垂直于纳米光栅的模式相对于偏振方向平行于纳米光栅的模式有更大的散射损耗，因此导通的是偏振方向平行于纳米光栅的模式.研究了消光比随I类波导与II类纳米光栅轨迹之间的间距的变化关系，选择一个最佳间距来进一步研究消光比随II类纳米光栅轨迹长度的变化关系.在间距6 μm，II类纳米光栅轨迹扫描长度6 mm处实现了最大15.91 dB的消光比.通过增加II类轨迹的长度或者数量，很容易得到更高的消光比.
飞秒激光 光刻 波导偏振器 Femtosecond laser Photoinscription Waveguide polarizer
