5 Dry Laser Peening: Ultrashort Pulsed Laser Peening
Without Sacrificial Overlay Under Atmospheric Conditions . . . . . . 163
Tomokazu Sano
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
5.2 Dry Laser Peening of Base Metal of 2024
Aluminum Alloy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
5.2.1 Experimental Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
5.2.2 Results and Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
5.3 Dry Laser Peening of Laser Welded 2024
Aluminum Alloy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
5.3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
5.3.2 Experimental Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
5.3.3 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
5.4 Plastic Deformation Induced by Ultrashort Pulsed LaserDriven Shock Wave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
5.5 Concluding Remarks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
6 Direct Femtosecond Laser Writing of Optical Waveguides
in Dielectrics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
Feng Chen and Javier R. Vázquez de Aldana
6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
6.2 Femtosecond Lasers Induced Refractive Index
Changes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
6.3 Waveguide Geometries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
6.3.1 Waveguides Based on Type-I Modification . . . . . . . . . 190
6.3.2 Waveguides Based on Type-II Modification . . . . . . . . . 191
6.3.3 Other Femtosecond Laser Writing Techniques . . . . . . . 194
6.4 Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
6.4.1 Glasses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
6.4.2 Single Crystals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
6.4.3 Ceramics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
6.5 Selected Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
6.5.1 3D Waveguide Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
6.5.2 Electrooptic Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
6.5.3 Waveguide Lasers and Amplifiers . . . . . . . . . . . . . . . . 200
6.5.4 Frequency Converters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
6.5.5 Microfluidic Chips . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
6.5.6 Quantum Circuits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
6.6 Summary and Outlook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
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Contents
Without Sacrificial Overlay Under Atmospheric Conditions . . . . . . 163
Tomokazu Sano
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
5.2 Dry Laser Peening of Base Metal of 2024
Aluminum Alloy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
5.2.1 Experimental Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
5.2.2 Results and Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
5.3 Dry Laser Peening of Laser Welded 2024
Aluminum Alloy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
5.3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
5.3.2 Experimental Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
5.3.3 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
5.4 Plastic Deformation Induced by Ultrashort Pulsed LaserDriven Shock Wave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
5.5 Concluding Remarks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
6 Direct Femtosecond Laser Writing of Optical Waveguides
in Dielectrics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
Feng Chen and Javier R. Vázquez de Aldana
6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
6.2 Femtosecond Lasers Induced Refractive Index
Changes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
6.3 Waveguide Geometries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
6.3.1 Waveguides Based on Type-I Modification . . . . . . . . . 190
6.3.2 Waveguides Based on Type-II Modification . . . . . . . . . 191
6.3.3 Other Femtosecond Laser Writing Techniques . . . . . . . 194
6.4 Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
6.4.1 Glasses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
6.4.2 Single Crystals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
6.4.3 Ceramics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
6.5 Selected Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
6.5.1 3D Waveguide Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
6.5.2 Electrooptic Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
6.5.3 Waveguide Lasers and Amplifiers . . . . . . . . . . . . . . . . 200
6.5.4 Frequency Converters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
6.5.5 Microfluidic Chips . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
6.5.6 Quantum Circuits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
6.6 Summary and Outlook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
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