12-13微米尺度

[上述图像]传统的芯片制造方法可以是批量产生大规模金属碳纤维的关键。信贷:Joon-Suh公园,哈佛海


如果不是使用包含多个大镜头的相机,而是使用单个镜头的相机,你会得到相同的图像质量吗?这是可能的——如果你使用超构透镜的话。

金属纤维是扁平的,由纳米级柱或鳍状结构构成的透镜,这是一种设计,使他们能够在不造成的情况下聚焦光色差(通常需要多个镜头的图像失真才能校正)。哈佛大学工程学院研究人员和应用科学(SEA)首先展示2016年冶金效率。

我第一次写2018年11月,关于超透镜。当时,哈佛大学的SEAS研究人员开发了第一个超构透镜华盛顿大学和台湾国立清华大学的一个研究小组发现了一种可以一次聚焦整个可见光光谱的方法设计了一个解决方案受纳米结构阵列厚度限制。

从那时起,哈佛海的研究人员创造了一种宽带消色差的金属无论极化如何,都会欣赏光线,以及宾夕法尼亚大学的工程师团队制作了一个用于紧凑量子技术的纳米金刚石超构透镜

就像学术研究中经常出现的情况一样,这些研究中使用的超近透镜并非来自大批量生产的库存——它们是为每项研究单独创建的,规模相当小。然而,基于新论文由哈佛大学SEAS研究人员进行的研究表明,这种情况可能很快就会改变。

“之前,我们无法在可见波长下达到厘米级金属浆料的大规模生产,因为我们要么采用电子束光刻,它也太耗时,或者一种被称为I-Line步进光刻的技术,它没有足够的分辨率来模式所需的亚波长大小的结构,“Joon-Suh公园,博士。候选人在海上和本文的第一个作者,在哈佛大海新闻稿

在这项新的研究中,研究人员发现一种传统的芯片制造方法——深紫外线投影光刻法——可以解决生产上的挑战。

他们在论文中解释说:“以前的研究需要在透明衬底上单独沉积高折射率介质材料,以实现超构透镜,而现在我们使用的是低折射率熔融硅(SiO)。2)作为基板和组成材料,以展示单材料超构透镜在批量生产时间、更简单的制造工艺和成本方面的明显优势。”

从本质上讲,深紫外线投影光刻技术可以让研究人员通过一次曝光,在每块芯片上制造出许多超构透镜,每个超构透镜由数百万纳米级元素组成。这种技术不仅使批量生产成为可能,而且使创建更大尺寸的镜头更容易。(到目前为止,大多数镜片只有一片闪光片大小;这种技术可以将尺寸增加到厘米级。)

超构透镜纳米柱的放大扫描电镜图像。信贷:Joon-Suh公园,哈佛海

“这项研究为手机的所谓晶圆电平相机铺平了通道,其中CMOS芯片和金属纤维可以直接堆叠在彼此顶部,易于光学对准,因为它们都是平的,”Federico Capasso该论文的资深作者、应用物理学教授Robert L. Wallace和电子工程高级研究员Vinton Hayes在新闻发布会上说。

虽然这些批量生产的超近透镜是彩色的,这意味着所有不同颜色的光不会聚焦在同一点,但研究人员正在努力创造大直径消色差超近透镜。

这篇论文发表在纳米快报,是“全玻璃,大超构透镜在可见波长使用深紫外光投影光刻”(DOI: 10.1021 / acs.nanolett.9b03333)。

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