Nedávno Weina Han, akademik Jiang Lan a kolegové z Pekingského technologického institutu publikovali v časopise Advanced Materials článek, v němž navrhují technologii fázově -modulovaného femtosekundového laseru bez-difrakčního paprsku litografie.
Superponováním fáze axiálního hranolu s fází blaze mřížky se femtosekundový laser přetváří na kvazi-Besselův ne-difrakční paprsek s hloubkou ostrosti přesahující hloubku těsně zaostřených gaussovských paprsků více než desetinásobně. To snižuje potřebu přeostřování během zpracování a potlačuje posun ohniska. Dynamické řízení vychylování paprsku dosahuje přesnosti až 7 nanometrů. Následné chemické zpracování metapovrchu voxelu, tvořeného oblastmi -fázových změn, umožňuje litografii bez masky.
Tato technologie byla použita k výrobě laditelného metapovrchu Ge₂Sb₂Te₅ se strukturálními rysy až do 9 nanometrů. Dále umožnila výrobu a ovládání multifunkčních programovatelných fotonických logických zařízení, což prokázalo vysoce přesné{2}}procesní schopnosti. Tento přístup zavádí nové paradigma pro výrobu a řízení aktivních metapovrchů a posouvá tak vývoj -generace fotonických zařízení.
Femtosekundová laserová ne-difrakční-litografie paprsku prostřednictvím fázové modulace pro výrobu dielektrických metapovrchů
Fázově -modulovaná femtosekundová laserová litografie s -difrakčním-paprskem pro výrobu dielektrických metapovrchů
Obrázek 1 Fázově-modulovaná ne-difrakční-paprsková litografie (PNDL) pro výrobu dielektrických metapovrchů.
Obrázek 2 Stabilita generování kvazi-Besselova ne-difrakčního svazku.
Obrázek 3: Studie přesnosti výroby metody fázově -modulovaného ne-difrakčního- paprsku (PNDL).
Obrázek 4: Litografie metapovrchů Ge₂Sb₂Te₅ (GST) pomocí metody fázově -modulovaného ne-difrakčního- paprsku (PNDL).
Obrázek 5: Zařízení Metasurface s konfigurací duální-pravoúhlé supermřížky GST.
Experiment se soustředí na materiál Ge₂Sb₂Te₅ (GST) s fázovou-měnou, který využívá jeho reverzibilní fázový přechod mezi amorfním a krystalickým stavem. Pomocí technologie fázové modulace femtosekundového laseru je dosaženo přípravy a kontroly metapovrchových struktur. Superponováním fáze axiálního hranolu a fáze difrakční mřížky pomocí modulátoru prostorového světla je femtosekundový laser (515 nm) tvarován do kvazi-Besselova ne-difrakčního paprsku. Tento paprsek, zaostřený přes objektiv s vysokou numerickou aperturou, indukuje lokalizovanou krystalizaci na povrchu tenkého filmu GST. Následně selektivní mokré leptání (roztok TMAH) odstraňuje ne-krystalizované oblasti, přičemž zachovává krystalizované struktury a vytváří metapovrchové jednotky. Řízením parametrů, jako je energie laseru a rozteč pixelů, bylo dosaženo vysoce{10}}přesného vzorování se šířkou strukturních čar pouhých 270 nm a mezerami o velikosti pouhých 9 nm. Dvojitá-pravoúhlá supermřížka GST demonstrovala několik funkcí logického hradla při polarizaci-excitovaného světla.
