Hiljuti avaldas Prantsusmaa, Katari, Venemaa ja Kreeka teadlane Margaux Chanal ajakirja Nature Communications viimases väljaandes artikli pealkirjaga Ületamine ülikiire silikoonlaseriga kirjutamise lävega. Varasemates katsetes kirjutada ülikiireid lasereid ränis on femtosekundilised laserid teinud läbimurdeid struktuurilises suutmatuses töödelda räni hulgi. Äärmuslike NA väärtuste kasutamine võimaldab laserimpulssidel saavutada piisava ionisatsiooni, et hävitada räni keemilised sidemed, mis viib räni materjalide püsivate struktuurimuutusteni.
Alates 1990. aastate lõpust on teadlased kirjutanud femtosekundiliste laserite ülilühikesi impulsse laia ribalaiusega puistematerjalidesse, mis on tavaliselt isolaatorid. Kuid siiani pole kitsa ribalaiusega materjalide, nagu räni ja muude pooljuhtmaterjalide puhul võimalik saavutada täpset ülikiiret laserkirjutamist. Inimesed on töötanud selle nimel, et luua rohkem tingimusi 3D-laserkirjutamise rakendamiseks Silicon Photonicsis ja uute füüsikaliste nähtuste uurimiseks pooljuhtides, et laiendada ränirakenduste tohutut turgu.
Selles katses leidsid teadlased, et isegi kui femtosekundilised laserid suurendavad laseri energiat tehniliselt maksimaalse impulsi intensiivsuseni, ei saa räni massilist struktuuriliselt töödelda. Kui femtosekundilised laserid asendatakse ülikiirete laseritega, ei ole aga induktiivpooli ränistruktuuride töös füüsilisi piiranguid. Samuti leidsid nad, et laserenergiat tuleb keskkonnas kiiresti edastada, et minimeerida mittelineaarse neeldumise kadu. Varasemas töös esinenud probleemid tulenevad laseri väikesest numbrilisest avast (NA), mis on nurgavahemik, millesse saab laserit edastamisel ja fokusseerimisel projitseerida. Teadlased lahendasid numbrilise ava probleemi, kasutades tahke sukelduskeskkonnana ränisfääri. Kui laser on fokusseeritud sfääri keskele, surutakse räni sfääri murdumine täielikult alla ja numbriline ava suureneb oluliselt, lahendades seeläbi räni footonite kirjutamise probleemi.
Tegelikult võib 3D-laserkirjutamine ränifotoonika rakendustes oluliselt muuta ränifotoonika valdkonna projekteerimis- ja valmistamismeetodeid. Ränifotoonikat peetakse mikroelektroonika järgmiseks revolutsiooniks, mis mõjutab laseri lõplikku andmetöötluskiirust kiibi tasemel. 3D laserkirjutustehnoloogia areng avab mikroelektroonika jaoks ukse uude maailma.
