Gần đây, Margaux Chanal, một nhà khoa học đến từ Pháp, Qatar, Nga và Hy Lạp, đã xuất bản một bài báo có tựa đề Vượt qua ngưỡng viết laser cực nhanh trên silicon số lượng lớn trên tạp chí Nature Communications số mới nhất. Trong những nỗ lực trước đây để viết laser cực nhanh bằng silicon, laser femto giây đã tạo ra những bước đột phá về cấu trúc không thể xử lý silicon số lượng lớn. Việc sử dụng các giá trị NA cực đoan cho phép các xung laser đạt được mức ion hóa đủ để phá hủy các liên kết hóa học trong silicon, dẫn đến những thay đổi cấu trúc vĩnh viễn trong vật liệu silicon.
Kể từ cuối những năm 1990, các nhà nghiên cứu đã viết các xung siêu ngắn của laser femto giây vào các vật liệu khối với dải tần rộng, thường là chất cách điện. Nhưng cho đến nay, đối với các vật liệu có dải tần hẹp, chẳng hạn như silicon và các vật liệu bán dẫn khác, không thể đạt được khả năng ghi laser cực nhanh chính xác. Người ta đã và đang làm việc để tạo ra nhiều điều kiện hơn cho việc ứng dụng laser 3D viết trong Silicon Photonics và nghiên cứu các hiện tượng vật lý mới trong chất bán dẫn, nhằm mở rộng thị trường ứng dụng silicon khổng lồ.
Trong thí nghiệm này, các nhà khoa học phát hiện ra rằng ngay cả khi các tia laser femto giây tăng năng lượng laser lên cường độ xung tối đa về mặt kỹ thuật, thì khối silicon vẫn không thể được xử lý về mặt cấu trúc. Tuy nhiên, khi laser femto giây được thay thế bằng laser siêu nhanh, không có giới hạn vật lý nào trong hoạt động của cấu trúc silicon cảm ứng. Họ cũng phát hiện ra rằng năng lượng laser phải được truyền một cách nhanh chóng trong môi trường để giảm thiểu sự mất mát của sự hấp thụ phi tuyến tính. Các vấn đề gặp phải trong công việc trước đây bắt nguồn từ khẩu độ số nhỏ (NA) của tia laser, là phạm vi góc mà tia laser có thể được chiếu khi nó được truyền đi và hội tụ. Các nhà nghiên cứu đã giải quyết vấn đề về khẩu độ số bằng cách sử dụng quả cầu silicon làm môi trường ngâm rắn. Khi tia laze được hội tụ ở tâm quả cầu, sự khúc xạ của quả cầu silic bị triệt tiêu hoàn toàn và khẩu độ số tăng lên rất nhiều, do đó giải được bài toán viết photon silic.
Trên thực tế, trong các ứng dụng quang tử silicon, việc viết laser 3D có thể thay đổi đáng kể phương pháp thiết kế và chế tạo trong lĩnh vực quang tử silicon. Quang tử silicon được coi là cuộc cách mạng tiếp theo của vi điện tử, ảnh hưởng đến tốc độ xử lý dữ liệu cuối cùng của laser ở cấp độ chip. Sự phát triển của công nghệ viết laser 3D mở ra cánh cửa mở ra một thế giới mới cho vi điện tử.
