A new double-line waveguide architecture for photonic applications using fs laser writing in Nd3+ doped GeO2-PbO glasses

Autor(es)

Bordon, Camila D. S. ; Dipold, Jessica ; Freitas, Anderson Z. ; Wetter, Niklaus U. ; de Rossi, Wagner ; Kassab, Luciana R. P.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Optical Materials; v. 129, p. 6-pg., 2022-07-01.

Resumo

A new double-line waveguide architecture produced in Nd3+ doped GeO2-PbO glasses is presented for photonic applications. The waveguides are written directly into Nd3+ doped GeO2-PbO glasses using a Ti:Sapphire femtosecond (fs) laser, operating at 800 nm, delivering 30 fs pulses at 10 kHz repetition rate and writing speed of 0.5 mm/s. Two parallel lines form a dual-waveguide each line being a result of either 4 or 8 superimposed lines. Results of propagation losses, M2 beam quality factor at 632 and 1064 nm, refractive index change, and relative gain at the signal wavelength (1064 nm) are presented. Structural changes, due to laser writing process were investigated by Raman spectroscopy. The observed near-field pattern image showed good waveguiding quality, consisting of a single, circular lobe. X,y-symmetrical guiding for both waveguides was observed. The relative gain reached 4.5 and 6.0 dB/cm for 4 and 8 superimposed lines, respectively, for 420 mW of 808 nm pumping. Propagation losses were 0.89 and 0.44 dB/cm, for 4 and 8 superimposed lines, respectively, leading to positive internal gain of 3.6 and 5.56 dB/cm. The results obtained in the present work demonstrate that this new double line architecture for Nd3+ doped GeO2-PbO glasses is promising for the fabrication of integrated amplifiers, lossless components and lasers. (AU)

• Processo FAPESP: 13/26113-6 - Microusinagem com laser de pulsos ultracurtos aplicada na produção e controle de circuitos optofluídicos
• Beneficiário: Wagner de Rossi
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 17/50332-0 - Capacitação científica, tecnológica e em infraestrutura em radiofármacos, radiações e empreendedorismo a serviço da saúde (PDIp)
• Beneficiário: Marcelo Linardi
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Modernização de Institutos Estaduais de Pesquisa
• Processo FAPESP: 18/19240-5 - Equipamento multiusuário (EMU) concedido no processo 2017/50332-0: sistema de análise STM-AFM Raman SNOM
• Beneficiário: Anderson Zanardi de Freitas
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários
• Processo FAPESP: 16/02326-9 - Microusinagem com laser de pulsos ultracurtos aplicada na produção e controle de circuitos optofluídicos
• Beneficiário: Diego Silvério da Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 17/10765-5 - Lasers com alta eficiência e baixo limiar de operação em meios espalhadores e transparentes
• Beneficiário: Niklaus Ursus Wetter
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 19/06334-4 - Dispositivos laser em sistemas microfluídicos para laboratórios de bolso descartáveis
• Beneficiário: Jessica Dipold
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado