01
Abstrak
Kaca kuarza mempamerkan konfigurasi struktur yang pelbagai di bawah keadaan suhu dan tekanan yang berbeza-beza, disertai dengan ketumpatan isipadu kekal, yang memberi kesan ketara kepada sifat optik makroskopiknya seperti indeks biasan. Walau bagaimanapun, mekanisme evolusi mikrostruktur asas bagi ketumpatan yang disebabkan oleh suhu-tinggi,-tekanan tinggi (HPHT) fizikal dan pengujaan fotoelektrik tulisan langsung laser femtosecond (FLDW) masih tidak difahami sepenuhnya. Pemahaman yang lebih mendalam tentang proses penggabungan semula rangkaian kaca bukan keseimbangan di bawah keadaan yang melampau ini adalah penting untuk reka bentuk fleksibel dan pembangunan gentian optik berbilang{5}}teras baru, cip bersepadu kuantum dan peranti gabungan optoelektronik termaju.
02
Gambaran keseluruhan
Kajian ini secara sistematik membandingkan peralihan fasa struktur dan tindak balas optik yang teraruh dalam kaca kuarza dengan rawatan-suhu tinggi-tekanan tinggi (HPHT), penulisan langsung laser femtosaat (FLDW) dan gabungan kedua-duanya. Kajian mendapati bahawa walaupun kedua-dua kaedah boleh mencapai peningkatan linear dalam indeks biasan dan ketumpatan makroskopik, terdapat perbezaan asas dalam laluan penyusunan semula mikroskopik. Perbezaan paling penting terletak pada hakikat bahawa struktur kaca dalam kawasan sinaran laser-berkembang kepada keadaan suhu maya tinggi (1600–2000 K) ciri di bawah kesan fototerma yang melampau, disertai dengan penjanaan kecacatan bukan-oksigen penyambung (NBO) yang berkait rapat dengan perkongsian fotoludra tepi- (PL) yang berbeza secara drastik daripada yang disebabkan oleh{10}}rawatan fizikal tekanan tinggi tulen.
03
Analisis Rajah dan Teks
Rajah 1 menunjukkan pencirian toleransi tekanan tinggi-tinggi bagi laser femtosaat-yang disebabkan oleh nanonograsi Jenis II dalam kaca silika, termasuk mikroskop optik penghantaran (A–F, M–P) dan mikroskop polarisasi (G–L, Q–T). Empat kecerunan suhu-tinggi dan-tinggi 673 K telah disediakan: kaca asal, kumpulan kawalan disepuhlindap sahaja dan kecerunan 1.4, 2.5, 3.7 dan 4.9 GPa. Dua proses telah dibandingkan: "laser dahulu, kemudian tekanan tinggi" dan "tekanan tinggi dahulu, kemudian laser." Tenaga nadi laser telah ditetapkan pada 0.8 μJ. Isyarat warna dalam imej polarisasi mewakili bentuk dan keamatan birefringence bagi nanograting. Keputusan menunjukkan bahawa penyepuhlindapan mudah pada 673 K tidak merosakkan parut. Struktur nanograting dan birefringence dikekalkan secara stabil apabila tekanannya Kurang daripada atau sama dengan 2.5 GPa. Birefringence menjadi lemah dengan ketara selepas meningkat kepada 3.7 GPa, dan hilang sepenuhnya pada 4.9 GPa, menunjukkan bahawa di atas 3.7 GPa... Suhu dan tekanan yang tinggi akan meruntuhkan nanopori di dalam parut dan memusnahkan struktur modulasi ketumpatan berkala. Selain itu, perubahan kelewatan fasa parut boleh diterbalikkan di bawah dua jujukan pemprosesan, yang mengesahkan bahawa nanograting mempunyai-ciri tekanan tinggi yang boleh dipadam dan boleh dikonfigurasikan semula.
04
Ringkasan
Artikel ini secara sistematik mendedahkan persamaan dan perbezaan antara-mampatan fizikal tekanan tinggi dan tulisan langsung laser femtosaat dalam kaca kuarza padat. Walaupun kedua-duanya boleh mencapai ketumpatan kekal dan penambahbaikan indeks biasan, pada tahap mikroskopik, -laser ultrapantas teruja elektromagnet secara unik memacu evolusi rangkaian kaca ke keadaan suhu maya yang tinggi dan secara setempat mendorong kecacatan kristalografi mikroskopik unik seperti pemecahan ikatan, NBO dan tepi-tekanan semula{3}}tekanan tinggi yang hilang pada{4} tetrahedron tinggi, ubah bentuk mod unit (RUM). Penemuan ini bukan sahaja menjelaskan sempadan ubah bentuk topologi rangkaian amorf yang disebabkan oleh kaedah suntikan tenaga yang berbeza, tetapi juga menyediakan asas teori yang kukuh untuk reka bentuk masa depan peranti fotonik baru dan komponen komunikasi optik melalui penyesuaian struktur tempatan.
