A usinagem a laser femtosegundo surgiu como uma tecnologia atraente, permitindo aplicações que vão desde cirurgia ocular até escrita direta em materiais transparentes. Cientistas da Universidade de Southampton, REINO UNIDO, demonstrou um novo regime de gravação ultrarrápida a laser em vidro de sílica, que produz nanoestruturas anisotrópicas e birefrigência relacionada com perda de transmissão insignificante. A tecnologia permite a modelagem prática da frente de onda com ótica plana e formação de feixe de polarização de lasers de alta potência de ultravioleta a infravermelho, bem como armazenamento de dados ópticos de alta capacidade.

A óptica convencional (por exemplo, lentes ou espelhos) manipula a fase por meio da diferença de caminho óptico controlando a espessura ou índice de refração do material. Recentemente, pesquisadores relataram que frentes de onda arbitrárias de luz podem ser alcançadas com ótica plana por anisotropia espacialmente variável, usando a fase geométrica ou fase Pancharatnam-Berry. Contudo, apesar de vários métodos empregados para padronização de anisotropia, produzindo birrefringência espacialmente variável com baixa perda, alto limite de danos e durabilidade continuam a ser um desafio.

Além disso, as tecnologias de padronização de birrefringência também têm sido usadas para gerar feixes de luz com polarização espacialmente variante conhecida como feixes vetoriais, em particular com polarização radial ou azimutal. Os feixes de vetores polarizados radialmente são especialmente interessantes devido ao componente de campo elétrico longitudinal sem desaparecimento quando fortemente focado, permitindo imagens de superresolução. A polarização radial também é a escolha ideal para processamento de materiais. Por outro lado, Os feixes de vetores azimutais podem induzir campos magnéticos longitudinais com aplicações potenciais em espectroscopia e microscopia. Apesar disso, gerar tais feixes com alta eficiência não é uma questão trivial.

Em um artigo publicado em Ciência leve e aplicações , cientistas do Centro de Pesquisa Optoeletrônica, Universidade de Southampton, REINO UNIDO, demonstrou um novo tipo de modificação birrefringente com perda ultrabaixa por gravação direta a laser ultrarrápida em vidro de sílica. A modificação birrefringente descoberta que é completamente diferente da convencional originada de nanogratings ou nanoplacas, contém nanoporos distribuídos aleatoriamente com formas anisotrópicas alongadas, alinhado perpendicularmente à polarização de escrita, que são responsáveis ​​pela alta transparência e birrefringência controlável.

Esta modificação birrefringente possibilitou a fabricação de elementos ópticos birrefringentes espacialmente variantes de perda ultrabaixa, incluindo prisma plano de fase geométrica e lentes, conversores de feixe vetorial e retardadores de ordem zero, que pode ser usado para lasers de alta potência. A alta transmitância de UV para infravermelho próximo e alta durabilidade dos elementos ópticos birrefringentes demonstrados em vidro de sílica superam as limitações de fase geométrica e formação de polarização usando materiais convencionais e métodos de fabricação, incluindo cristais líquidos fotoalinhados e metassuperfícies.

Os pesquisadores relatam:"Observamos a modificação ultrarrápida induzida por laser no vidro de sílica com a evidência da formação de nanoporos anisotrópicos representando um novo tipo de material nanoporoso. A tecnologia de polarização de baixa perda e padronização de fase geométrica amplia as aplicações de elementos ópticos de fase geométrica e feixe vetorial conversores para lasers de alta potência e fontes de luz visível e UV. A modificação birrefringente seletiva de espaço com alta transparência também permite o armazenamento de dados multiplexados de alta capacidade em vidro de sílica. "