Son zamanlarda, Fransa, Katar, Rusya ve Yunanistan'dan bir bilim adamı olan Margaux Chanal, Nature Communications'ın son sayısında toplu silikonda ultra hızlı lazer yazma eşiğini geçmek başlıklı bir makale yayınladı. Silikonda ultra hızlı lazerler yazmak için önceki girişimlerde, femtosaniye lazerler, toplu silikonu işlemek için yapısal yetersizlik konusunda atılımlar yaptı. Aşırı NA değerlerinin kullanılması, lazer darbelerinin silikondaki kimyasal bağları yok etmek için yeterli iyonizasyon elde etmesine izin vererek silikon malzemelerinde kalıcı yapısal değişikliklere yol açar.
1990'ların sonlarından bu yana, araştırmacılar, genellikle yalıtkan olan geniş bant aralığına sahip yığın malzemelere ultra kısa femtosaniye lazer darbeleri yazıyorlar. Ancak şimdiye kadar, silikon ve diğer yarı iletken malzemeler gibi dar bant aralığına sahip malzemeler için hassas ultra hızlı lazer yazımı elde edilememiştir. İnsanlar, silikon uygulamalarının büyük pazarını genişletmek amacıyla, Silikon Fotonik'te 3D lazer yazının uygulanması ve yarı iletkenlerdeki yeni fiziksel olayların incelenmesi için daha fazla koşul yaratmak için çalışıyorlar.
Bu deneyde bilim adamları, femtosaniye lazerler lazer enerjisini teknik olarak maksimum darbe yoğunluğuna yükseltse bile, toplu silikonun yapısal olarak işlenemeyeceğini buldular. Bununla birlikte, femtosaniye lazerlerin yerini ultra hızlı lazerler aldığında, indüktör silikon yapılarının çalışmasında herhangi bir fiziksel sınırlama yoktur. Ayrıca lineer olmayan absorpsiyon kaybını en aza indirmek için lazer enerjisinin ortamda hızlı bir şekilde iletilmesi gerektiğini bulmuşlardır. Önceki çalışmalarda karşılaşılan problemler, lazerin iletildiğinde ve odaklandığında yansıtılabileceği açı aralığı olan lazerin küçük sayısal açıklığından (NA) kaynaklanmıştır. Araştırmacılar, katı daldırma ortamı olarak silikon küre kullanarak sayısal açıklık problemini çözdüler. Lazer kürenin merkezine odaklandığında, silikon kürenin kırılması tamamen bastırılır ve sayısal açıklık büyük ölçüde artar, böylece silikon foton yazma sorunu çözülür.
Aslında, silikon fotonik uygulamalarında, 3D lazer yazımı, silikon fotonik alanındaki tasarım ve üretim yöntemlerini büyük ölçüde değiştirebilir. Silikon fotonik, mikroelektronikte bir sonraki devrim olarak kabul edilir ve lazerin çip düzeyinde son veri işleme hızını etkiler. 3D lazer yazma teknolojisinin gelişimi, mikro elektronik için yeni bir dünyanın kapısını aralıyor.
