表面纳米轴向光子结构的飞秒激光加工

微纳光子器件的高精度、低损耗加工对于其在光信号处理、量子计算、微波光子学等方向的应用具有重要意义。表面纳米轴向光子（SNAP）作为一种新的加工平台，能够实现光子结构的亚埃米精度、超低损耗加工。目前表面纳米轴向光子结构的加工主要采用二氧化碳激光热处理以及紫外激光曝光。其中二氧化碳激光加工轴向尺寸较大，而紫外曝光法则需要光敏光纤，一种更为有效的加工方法，对于表面纳米轴向光子结构的应用具有重要意义。

飞秒激光因其独特的加工特性，比如非线性吸收、短脉冲持续时间、高峰值功率等，已经被广泛应用于光学器件的加工中。为了解决其他加工方法中存在的问题，武汉光电国家实验室光电子器件与集成功能实验室博士生申方成在导师舒学文教授的指导下，与英国阿斯顿大学光子技术研究所的Misha Sumetsky教授、Lin Zhang教授合作，实现了表面纳米轴向光子器件的飞秒加工。该方法利用飞秒激光在光纤中引入的应力区向光纤外表面施加压力，使光纤有效直径发生变化，从而控制绕光纤表面传输的回音壁模式的传输特性。

该研究成果以论文“Fabrication of surface nanoscale axial photonics

structures with a femtosecond laser”发表在Optics Letters(vol. 41, no. 12, pp. 2795-2798, 2016)。 该项目获得了武汉光电国家实验室主任基金的资助。

图1.加工原理示意图

图2.SNAP结构不同位置透射谱