1. Etching of semiconductors and metals by the photonic jet with shaped optical fiber tips
- Author
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Pierre Pfeiffer, Robin Pierron, Joël Fontaine, Sylvain Lecler, Frédéric Mermet, Julien Zelgowski, Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube), Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), IREPA Laser [Illkirch, France] (Pôle API), Institut Carnot MICA, Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Pierron, Robin
- Subjects
[PHYS.PHYS.PHYS-OPTICS] Physics [physics]/Physics [physics]/Optics [physics.optics] ,Optical fiber ,Materials science ,Silica fiber ,Silicon ,Laser etching ,Optical ber ,Energy balance ,FOS: Physical sciences ,General Physics and Astronomy ,chemistry.chemical_element ,Applied Physics (physics.app-ph) ,02 engineering and technology ,Sciences de l'ingénieur [physics]/Autre ,01 natural sciences ,law.invention ,010309 optics ,Optics ,law ,0103 physical sciences ,Saturation (magnetic) ,Photonic jet ,[PHYS.PHYS.PHYS-OPTICS]Physics [physics]/Physics [physics]/Optics [physics.optics] ,business.industry ,Physics - Applied Physics ,Surfaces and Interfaces ,General Chemistry ,021001 nanoscience & nanotechnology ,Condensed Matter Physics ,Surfaces, Coatings and Films ,Micromachining ,Semiconductor ,chemistry ,Metals ,Photonics ,0210 nano-technology ,business ,Titanium - Abstract
International audience; The etching of semiconductors and metals by a photonic jet (PJ) generated with a shaped optical ber tip is studied. Etched marks with a diameter of 1 micron have been realized on silicon, stainless steel and titanium with a 35 kHz pulsed laser, emitting 100 ns pulses at 1064 nm. The selection criteria of the ber and its tip are discussed. We show that a 100/140 silica ber is a good compromise which takes into account the injection, the working distance and the energy coupled in the higherorder modes. The energy balance is performed on the basis of the known ablation threshold of the material. Finally, the dependence between the etching depth and the number of pulses is studied. Saturation is observed probably due to a redeposition of the etched material, showing that a higher pulse energy is required for deeper etchings.
- Published
- 2017