近日，來自於法國、卡塔爾、俄羅斯和希臘的科學家Margaux Chanal等人在最新一期的《自然通訊》（Nature Communications）雜誌上發表了一篇名為《Crossing the threshold of ultrafast laser writing in bulk silicon》的論文。論文中表示，之前在矽中進行超快速 激光 寫入的嚐試中， 飛秒激光 器在結構上無法對體矽進行處理的問題得到了突破，采用極端NA值允許 激光脈衝 可實現足夠的電離破壞矽中化學鍵，導致矽材料永久性結構改變。

自90年代末以來，研究人員一直在將飛秒 激光器 的超短脈衝(chong) 寫(xie) 入具有寬帶隙的塊狀材料中，這些材料通常是絕緣體(ti) 。但到目前為(wei) 止，對於(yu) 具有窄帶隙的材料，如矽和其他半導體(ti) 材料，精密超快激光寫(xie) 入還是不能實現的。人們(men) 一直致力於(yu) 為(wei) 3D 激光寫(xie) 入在矽光子學中的應用以及半導體(ti) 中新物理現象的研究創造更多條件，從(cong) 而拓展矽應用的巨大市場。

此次試驗中，科學家發現，飛秒激光器即使將激光能量提高到技術上的最大脈衝(chong) 強度在結構上仍然無法對體(ti) 矽進行處理。不過，將飛秒激光器替換成超快激光時，在誘導體(ti) 矽結構操作中沒有受到物理上的限製。他們(men) 還發現激光能量必須以快速的方式在介質中傳(chuan) 輸，以便使非線性吸收的損失最小化。原來之前工作時遇到的問題源於(yu) 激光器的小數值孔徑（NA），也就是激光傳(chuan) 輸聚焦時可以投射的角度範圍。科研人員通過采用矽球作為(wei) 固體(ti) 浸入介質解決(jue) 了數值孔徑問題。當將激光聚焦在球體(ti) 的中心時，矽球完全抑製折射大大增加數值孔徑，從(cong) 而解決(jue) 了矽光子寫(xie) 入問題。

事實上，在矽光子應用中，進行3D激光寫(xie) 入將可能大大改變矽光子學領域中設計和製備的方法。而矽光子學則被視為(wei) 微電子學的下一場革命，影響著激光在芯片級別的最終數據處理速度，這一3D激光寫(xie) 入技術的研發為(wei) 微電子學打開了新世界的大門。