Nedávno Margaux Chanal, vedec z Francúzska, Kataru, Ruska a Grécka, publikoval článok s názvom Prekročenie prahu ultrarýchleho laserového písania vo veľkom kremíku v najnovšom vydaní Nature Communications. Pri predchádzajúcich pokusoch o zápis ultrarýchlych laserov do kremíka priniesli femtosekundové lasery prielom v štrukturálnej neschopnosti spracovať objemový kremík. Použitie extrémnych hodnôt NA umožňuje laserovým impulzom dosiahnuť dostatočnú ionizáciu na zničenie chemických väzieb v kremíku, čo vedie k trvalým štrukturálnym zmenám v kremíkových materiáloch.
Od konca 90. rokov 20. storočia výskumníci zapisovali ultrakrátke impulzy femtosekundových laserov do sypkých materiálov so širokou šírkou pásma, ktoré sú zvyčajne izolantmi. Doteraz však pre materiály s úzkym odstupom pásma, ako je kremík a iné polovodičové materiály, nie je možné dosiahnuť presné ultrarýchle laserové písanie. Ľudia pracujú na vytvorení ďalších podmienok pre aplikáciu 3D laserového písania v Silicon Photonics a štúdium nových fyzikálnych javov v polovodičoch, aby sa tak rozšíril obrovský trh kremíkových aplikácií.
V tomto experimente vedci zistili, že aj keď femtosekundové lasery technicky zvýšia energiu lasera na maximálnu intenzitu impulzu, objem kremíka nie je možné štrukturálne spracovať. Avšak, keď sú femtosekundové lasery nahradené ultrarýchlymi lasermi, neexistuje žiadne fyzické obmedzenie v prevádzke induktorových kremíkových štruktúr. Zistili tiež, že laserová energia musí byť prenášaná rýchlym spôsobom v médiu, aby sa minimalizovala strata nelineárnej absorpcie. Problémy, ktoré sa vyskytli v predchádzajúcej práci, pochádzali z malej numerickej apertúry (NA) lasera, čo je rozsah uhla, v ktorom môže byť laser premietaný, keď je vysielaný a zaostrený. Výskumníci vyriešili problém numerickej apertúry použitím kremíkovej gule ako pevného imerzného média. Keď je laser zaostrený na stred gule, lom kremíkovej gule sa úplne potlačí a numerická apertúra sa výrazne zväčší, čím sa vyrieši problém zapisovania fotónov kremíka.
V skutočnosti v aplikáciách kremíkovej fotoniky môže 3D laserové písanie výrazne zmeniť metódy dizajnu a výroby v oblasti kremíkovej fotoniky. Kremíková fotonika je považovaná za ďalšiu revolúciu mikroelektroniky, ktorá ovplyvňuje konečnú rýchlosť spracovania dát laserom na úrovni čipu. Vývoj technológie 3D laserového písania otvára mikroelektronike dvere do nového sveta.
