La lavorazione laser a femtosecondi è emersa come una tecnologia interessante che consente applicazioni che vanno dalla chirurgia oculare alla scrittura diretta sulla maggior parte dei materiali trasparenti. Scienziati dell'Università di Southampton, UK, ha dimostrato un nuovo regime di scrittura laser ultraveloce in vetro di silice, che produce nanostrutture anisotrope e relativa birifrigenza con perdite di trasmissione trascurabili. La tecnologia consente la modellazione pratica del fronte d'onda con ottica piatta e la modellazione del raggio di polarizzazione di laser ad alta potenza dall'ultravioletto all'infrarosso, così come l'archiviazione ottica dei dati ad alta capacità.

L'ottica convenzionale (ad esempio lenti o specchi) manipola la fase tramite la differenza del percorso ottico controllando lo spessore o l'indice di rifrazione del materiale. Recentemente, i ricercatori hanno riferito che i fronti d'onda della luce arbitrari possono essere ottenuti con l'ottica piatta variando l'anisotropia nello spazio, utilizzando la fase geometrica o Pancharatnam-Berry. Però, nonostante i vari metodi impiegati per la modellazione dell'anisotropia, producendo birifrangenza spazialmente variabile con bassa perdita, l'elevata soglia di danno e la durabilità rimangono una sfida.

Inoltre, le tecnologie del patterning di birifrangenza sono state utilizzate anche per generare fasci di luce con polarizzazione spazialmente variante noti come fasci vettoriali, in particolare con polarizzazione radiale o azimutale. I fasci vettoriali polarizzati radialmente sono particolarmente interessanti a causa della componente del campo elettrico longitudinale non nullo quando strettamente focalizzato, consentendo l'imaging in superrisoluzione. La polarizzazione radiale è anche la scelta ottimale per la lavorazione dei materiali. D'altra parte, fasci vettoriali azimutali possono indurre campi magnetici longitudinali con potenziali applicazioni in spettroscopia e microscopia. Ciò nonostante, generare tali raggi ad alta efficienza non è cosa da poco.

In un articolo pubblicato su Scienza e applicazioni della luce , scienziati del Centro di ricerca sull'optoelettronica, Università di Southampton, UK, ha dimostrato un nuovo tipo di modifica birifrangente con perdita ultra bassa mediante scrittura diretta laser ultraveloce in vetro di silice. La modifica birifrangente scoperta che è completamente diversa da quella convenzionale originata da nanograti o nanopiastrine, contiene nanopori distribuiti casualmente con forme anisotrope allungate, allineato perpendicolarmente alla polarizzazione della scrittura, responsabili dell'elevata trasparenza e della birifrangenza controllabile.

Questa modifica birifrangente ha permesso la fabbricazione di elementi ottici birifrangenti spazialmente varianti a bassissima perdita tra cui prisma piatto e lente a fase geometrica, convertitori di raggio vettoriale e rallentatori di ordine zero, che può essere utilizzato per laser ad alta potenza. L'elevata trasmittanza dai raggi UV al vicino infrarosso e l'elevata durabilità degli elementi ottici birifrangenti dimostrati in vetro di silice superano i limiti della fase geometrica e della modellazione della polarizzazione utilizzando materiali e metodi di fabbricazione convenzionali, inclusi cristalli liquidi fotoallineati e meta-superfici.

I ricercatori riferiscono:"Abbiamo osservato la modifica indotta dal laser ultraveloce nel vetro di silice con l'evidenza della formazione di nanopori anisotropi che rappresentano un nuovo tipo di materiale nanoporoso. La tecnologia della polarizzazione a bassa perdita e del modello di fase geometrica amplia le applicazioni degli elementi ottici della fase geometrica e del raggio vettoriale. convertitori per laser ad alta potenza e sorgenti di luce visibile e UV. La modifica birifrangente selettiva per lo spazio con elevata trasparenza consente anche l'archiviazione di dati multiplexati ad alta capacità in vetro di silice.