摘要: 如今，超快激光作为一种强有力工具，已广泛应用于科学研究和商业开发，开启了材料与高强场相互作用研究的新领域，使医疗手段的创新或新概念产品的制造成为可能。其中诱导常规透明材料内部吸收的新方法是最有价值的研究领域之一。在强非线性光学效应和显著能量过程展开背景下，Herman教授的团队从热力学非平衡域开始研究材料与高强场相互作用。通过优化工艺，Herman团队发现了该技术在光学材料三维结构的纳米尺度制造方面的优势，可用于发明全新的三维增/减材制造模式。这一领域的研究通常能够引领新工艺和新产品概念的发明，涉及光子学、光通信、光学封装、纤维光学、数据存储、安全标记、光学传感、平视显示器、生物传感、芯片实验室和光纤实验室等众多领域。本论文在大量增减材激光基础研究的基础上，采用透明玻璃来解决光子学器件封装领域的重大挑战。在激光工艺层面上，利用飞秒激光相互作用对玻璃晶片内部进行全尺寸三维结构设计，以确定光学电路，并引导激光选择性地沿着轨迹刻蚀。化学刻蚀后，光学玻璃电路沿着定位槽精确排列，使得光纤或其他光学设备的组装和封装变得容易，这一过程中硅光子芯片和多芯光纤是关注的重点。定位槽在亚微米尺度的光-光互连中提供特殊自导引功能。本文介绍的光学插入器展示了将激光三维写入扩展应用到高密度光学封装的潜力，特别是在解决电信和数据中心中，光纤与硅光子处理器有效连接的关键瓶颈问题。此外，这种三维增减材工艺有望实现更高规模的集成和快速光子组装以及微光组件的封装，可被广泛地应用于生物光子芯片集成、可穿戴显示器等领域。