Hiljuti avaldasid Weina Han, akadeemik Jiang Lan ja kolleegid Pekingi Tehnoloogiainstituudist ajakirjas Advanced Materials artikli, milles pakkusid välja faas{0}}moduleeritud femtosekundilise laserkiire mitte-difraktsioonikiire litograafiatehnoloogia.
Aksiaalse prisma faasi asetamisel lõõgastatud võre faasiga kujundatakse femtosekundiline laser ümber kvaasi-Besseli mitte-difraktiliseks kiireks, mille teravussügavus ületab tihedalt fokusseeritud Gaussi kiirte oma enam kui kümnekordselt. See vähendab töötlemise ajal uuesti teravustamise vajadust ja pärsib fookuse triivi. Dünaamiline kiire läbipainde juhtimine saavutab täpsuse kuni 7 nanomeetrini. Faas{6}}muutuspiirkondadest moodustatud voksli metapinna järgnev keemiline töötlemine võimaldab maskivaba litograafiat.
Seda tehnoloogiat kasutati häälestatava Ge₂Sb₂Te5 metapinna valmistamiseks, mille struktuursed omadused on kuni 9 nanomeetrit. Lisaks võimaldas see toota ja juhtida multifunktsionaalseid programmeeritavaid fotoonloogilisi seadmeid, mis demonstreerivad kõrget-täpset töötlemisvõimet. See lähenemisviis loob uue paradigma aktiivsete metapindade valmistamiseks ja juhtimiseks, edendades järgmise põlvkonna fotooniliste seadmete väljatöötamist.
Femtosekundiline laserkiire mitte{0}}difrakteeriv-litograafia faasimodulatsiooni kaudu dielektrilise metapinna valmistamiseks
Faas-moduleeritud femtosekundiline laserkiirega mitte-difrakteeriv-litograafia dielektrilise metapinna valmistamiseks
Joonis 1. Faasi-moduleeritud mitte-difraktsiooniga-kiirega litograafia (PNDL) dielektrilise metapinna valmistamiseks.
Joonis 2 Kvaasi-Besseli mitte-difraktsioneeriva kiire genereerimise stabiilsus.
Joonis 3: Faas-moduleeritud mitte-difraktsiooni-kiire (PNDL) meetodi valmistamise täpsusuuring.
Joonis 4. Ge₂Sb₂Te₅ (GST) metapindade litograafia, kasutades faasi-moduleeritud mitte-difraktsiooni-kiire (PNDL) meetodit.
Joonis 5. Metasurface seade kahe-ristkülikukujulise GST supervõre konfiguratsiooniga.
Katse keskendub faasi{0}muutusmaterjalile Ge₂Sb₂Te5 (GST), kasutades ära selle pöörduvat faasisiiret amorfse ja kristalse oleku vahel. Kasutades femtosekundilise laserfaasi modulatsiooni tehnoloogiat, saavutatakse metapinna struktuuride ettevalmistamine ja juhtimine. Aksiaalse prisma faasi ja difraktsioonivõre faasi asetamisel ruumilise valguse modulaatori abil kujundatakse femtosekundiline laser (515 nm) kvaasi-Besseli mitte-difraktsioonikiireks. Suure numbrilise avaga objektiivi kaudu fokusseeritud kiir kutsub GST õhukese kile pinnal esile lokaliseeritud kristalliseerumise. Seejärel eemaldab selektiivne märgsöövitus (TMAH-lahus) mitte-kristalliseerunud piirkonnad, säilitades samal ajal kristalliseerunud struktuurid, moodustades metapinna üksusi. Selliseid parameetreid nagu laserenergia ja pikslite samm reguleerides saavutati{10}}täpne muster nii madalate struktuursete joonte laiuste kui 270 nm ja tühikutega kuni 9 nm. Topelt{14}}ristkülikukujuline GST supervõre demonstreeris ergastatud valguse polarisatsioonil{15}}mitu loogikavärava funktsiooni.
