Photosensitivity of barium germano-gallate glasses under femtosecond laser direct writing for Mid-IR applications

材料科学 飞秒 折射率 无定形固体 激光器 硫系化合物 光敏性 硫系玻璃 光学 光电子学 光子学 化学 有机化学 物理
作者
Han Yao,Rayan Zaiter,Maxime Cavillon,Benjamin Sapaly,Florian Calzavara,Pierre Delullier,Thierry Cardinal,Yong Dai,Bertrand Poumellec,Matthieu Lancry
出处
期刊:Ceramics International [Elsevier BV]
卷期号:47 (24): 34235-34241 被引量:14
标识
DOI:10.1016/j.ceramint.2021.08.333
摘要

Barium germano-gallate glasses are attractive glass hosts for photonic applications in the mid-infrared region up to 6 μm. In this work, we investigate the photosensitivity of such glasses under femtosecond laser, with an emphasize on the formation of refractive index changes. Six glasses with varying compositions (including addition of K, Na, Y, and La) were studied. We observed several transformation regimes in the pulse energy – repetition rate landscape: Type I (isotropic refractive index change) and a spatial broadening regime with a phase shift Δϕ > 2π rad at 550 nm. This translates into refractive index changes Δn > 10−2 and is comparable to values obtained in most chalcogenide glasses. The effect of glass composition on Δϕ appears correlated to the number of non-bridging oxygen presented in the glass and is brought to evidence by monitoring the Cations/GaO3/2 ratio. This provides a way to design a range of germano-gallate glasses suitable to imprinting high refractive index contrast.
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