अलीकडेच, फ्रान्स, कतार, रशिया आणि ग्रीस येथील शास्त्रज्ञ मार्गॉक्स चॅनल यांनी नेचर कम्युनिकेशन्सच्या ताज्या अंकात मोठ्या प्रमाणात सिलिकॉनमध्ये अल्ट्राफास्ट लेझर लेखनाचा उंबरठा पार करणे या शीर्षकाचा एक शोधनिबंध प्रकाशित केला. सिलिकॉनमध्ये अल्ट्रा-फास्ट लेसर लिहिण्याच्या पूर्वीच्या प्रयत्नांमध्ये, फेमटोसेकंद लेसरांनी मोठ्या प्रमाणात सिलिकॉनवर प्रक्रिया करण्याच्या स्ट्रक्चरल अक्षमतेमध्ये यश मिळवले आहे. अत्यंत NA मूल्यांच्या वापरामुळे लेसर डाळींना सिलिकॉनमधील रासायनिक बंध नष्ट करण्यासाठी पुरेसे आयनीकरण साध्य करता येते, ज्यामुळे सिलिकॉन सामग्रीमध्ये कायमस्वरूपी संरचनात्मक बदल होतात.
1990 च्या दशकाच्या उत्तरार्धापासून, संशोधक फेमटोसेकंद लेसरच्या अल्ट्राशॉर्ट पल्स मोठ्या प्रमाणात मोठ्या प्रमाणात बँडगॅपसह लिहित आहेत, जे सहसा इन्सुलेटर असतात. परंतु आत्तापर्यंत, अरुंद बँडगॅप असलेल्या सामग्रीसाठी, जसे की सिलिकॉन आणि इतर सेमीकंडक्टर सामग्री, अचूक अल्ट्रा-फास्ट लेसर लेखन साध्य करणे शक्य नाही. सिलिकॉन फोटोनिक्समध्ये 3D लेसर लेखन वापरण्यासाठी आणि सेमीकंडक्टरमधील नवीन भौतिक घटनांचा अभ्यास करण्यासाठी अधिक परिस्थिती निर्माण करण्यासाठी लोक काम करत आहेत, जेणेकरून सिलिकॉन ऍप्लिकेशन्सच्या मोठ्या बाजारपेठेचा विस्तार करता येईल.
या प्रयोगात, शास्त्रज्ञांना असे आढळून आले की फेमटोसेकंद लेझरने लेसर ऊर्जा तांत्रिकदृष्ट्या जास्तीत जास्त पल्स तीव्रतेपर्यंत वाढवली तरी, मोठ्या प्रमाणात सिलिकॉनवर संरचनात्मक प्रक्रिया करता येत नाही. तथापि, जेव्हा फेमटोसेकंड लेसर अल्ट्राफास्ट लेसरने बदलले जातात, तेव्हा इंडक्टर सिलिकॉन स्ट्रक्चर्सच्या ऑपरेशनमध्ये कोणतीही शारीरिक मर्यादा नसते. त्यांना असेही आढळले की लेसर उर्जा माध्यमात जलद मार्गाने प्रसारित करणे आवश्यक आहे जेणेकरुन गैर-रेखीय शोषणाचे नुकसान कमी होईल. मागील कामात आलेल्या समस्या लेसरच्या लहान संख्यात्मक छिद्र (NA) पासून उद्भवल्या आहेत, ही कोन श्रेणी आहे ज्यामध्ये लेसर प्रसारित आणि केंद्रित असताना प्रक्षेपित केले जाऊ शकते. संशोधकांनी घन विसर्जन माध्यम म्हणून सिलिकॉन गोलाकार वापरून संख्यात्मक छिद्राची समस्या सोडवली. जेव्हा लेसर गोलाच्या मध्यभागी केंद्रित केले जाते, तेव्हा सिलिकॉन गोलाचे अपवर्तन पूर्णपणे दाबले जाते आणि संख्यात्मक छिद्र मोठ्या प्रमाणात वाढवले जाते, अशा प्रकारे सिलिकॉन फोटॉन लेखनाची समस्या सोडवली जाते.
खरं तर, सिलिकॉन फोटोनिक्स ऍप्लिकेशन्समध्ये, 3D लेसर लेखन सिलिकॉन फोटोनिक्सच्या क्षेत्रात डिझाइन आणि फॅब्रिकेशन पद्धतींमध्ये मोठ्या प्रमाणात बदल करू शकते. सिलिकॉन फोटोनिक्स ही मायक्रोइलेक्ट्रॉनिकची पुढची क्रांती मानली जाते, ज्यामुळे चिप स्तरावरील लेसरच्या अंतिम डेटा प्रोसेसिंग गतीवर परिणाम होतो. 3D लेसर लेखन तंत्रज्ञानाच्या विकासामुळे मायक्रोइलेक्ट्रॉनिकसाठी नवीन जगाचे दरवाजे उघडले आहेत.
