हाल ही में, फ्रांस, कतर, रूस और ग्रीस के एक वैज्ञानिक मार्गॉक्स चैनल ने नेचर कम्युनिकेशंस के नवीनतम अंक में बल्क सिलिकॉन में क्रॉसिंग द थ्रेसहोल्ड ऑफ अल्ट्राफास्ट लेजर राइटिंग नामक एक पेपर प्रकाशित किया। सिलिकॉन में अल्ट्रा-फास्ट लेजर लिखने के पिछले प्रयासों में, फेमटोसेकंड लेजर ने थोक सिलिकॉन को संसाधित करने में संरचनात्मक अक्षमता में सफलता हासिल की है। चरम एनए मूल्यों का उपयोग लेजर दालों को सिलिकॉन में रासायनिक बंधनों को नष्ट करने के लिए पर्याप्त आयनीकरण प्राप्त करने की अनुमति देता है, जिससे सिलिकॉन सामग्री में स्थायी संरचनात्मक परिवर्तन होते हैं।
1990 के दशक के उत्तरार्ध से, शोधकर्ता व्यापक बैंडगैप के साथ बल्क सामग्री में फेमटोसेकंड लेजर के अल्ट्राशॉर्ट दालों को लिख रहे हैं, जो आमतौर पर इंसुलेटर होते हैं। लेकिन अब तक, संकीर्ण बैंडगैप वाली सामग्री, जैसे कि सिलिकॉन और अन्य अर्धचालक सामग्री के लिए, सटीक अल्ट्रा-फास्ट लेजर लेखन प्राप्त नहीं किया जा सकता है। लोग सिलिकॉन फोटोनिक्स में 3डी लेजर लेखन के अनुप्रयोग और अर्धचालकों में नई भौतिक घटनाओं के अध्ययन के लिए और अधिक स्थितियां बनाने के लिए काम कर रहे हैं, ताकि सिलिकॉन अनुप्रयोगों के विशाल बाजार का विस्तार किया जा सके।
इस प्रयोग में, वैज्ञानिकों ने पाया कि भले ही फेमटोसेकंड लेजर लेजर ऊर्जा को तकनीकी रूप से अधिकतम पल्स तीव्रता तक बढ़ा दें, बल्क सिलिकॉन को संरचनात्मक रूप से संसाधित नहीं किया जा सकता है। हालाँकि, जब फेमटोसेकंड लेज़रों को अल्ट्राफास्ट लेज़रों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, तो प्रारंभ करनेवाला सिलिकॉन संरचनाओं के संचालन में कोई भौतिक सीमा नहीं होती है। उन्होंने यह भी पाया कि गैर-रैखिक अवशोषण के नुकसान को कम करने के लिए लेजर ऊर्जा को माध्यम में तेजी से प्रसारित किया जाना चाहिए। पिछले काम में आने वाली समस्याएं लेज़र के छोटे संख्यात्मक एपर्चर (एनए) से उत्पन्न हुईं, जो कि कोण सीमा है जिसमें लेज़र को प्रसारित और केंद्रित होने पर प्रक्षेपित किया जा सकता है। शोधकर्ताओं ने ठोस विसर्जन माध्यम के रूप में सिलिकॉन क्षेत्र का उपयोग करके संख्यात्मक एपर्चर की समस्या को हल किया। जब लेज़र को गोले के केंद्र में केंद्रित किया जाता है, तो सिलिकॉन क्षेत्र का अपवर्तन पूरी तरह से दबा दिया जाता है और संख्यात्मक एपर्चर बहुत बढ़ जाता है, इस प्रकार सिलिकॉन फोटॉन लेखन की समस्या को हल करता है।
वास्तव में, सिलिकॉन फोटोनिक्स अनुप्रयोगों में, 3 डी लेजर लेखन सिलिकॉन फोटोनिक्स के क्षेत्र में डिजाइन और निर्माण विधियों को काफी बदल सकता है। सिलिकॉन फोटोनिक्स को माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक की अगली क्रांति के रूप में माना जाता है, जो चिप स्तर पर लेजर की अंतिम डेटा प्रोसेसिंग गति को प्रभावित करता है। 3डी लेजर लेखन प्रौद्योगिकी के विकास ने माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक के लिए एक नई दुनिया का द्वार खोल दिया है।
