pco.panda助力光刻蚀相关技术的研究三：深紫外光刻全玻璃Metalens
2026-07-10 来源:本站 点击次数:46All-Glass, Large Metalens at Visible Wavelength Using
Deep-Ultraviolet Projection Lithography
使用深紫外投影光刻技术在可见光波长下的全玻璃制大面积超透镜
Deep-Ultraviolet Projection Lithography
使用深紫外投影光刻技术在可见光波长下的全玻璃制大面积超透镜
Joon-Suh Park, Shuyan Zhang, Alan She, Wei Ting Chen, Peng Lin, Kerolos M. A. Yousef, Ji-Xin Cheng, and Federico Capasso
DOI: https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.9b03333
Nano Lett. 2019, 19, 12, 8673–8682
Publication Date: November 14, 2019
【摘要翻译】
超透镜是一种通过排列亚波长纳米结构实现的平面透镜，局部地向入射光传递透镜状的相移，由于其超薄、轻量化和可定制的特性，特别是在有效载荷非常重要的应用中，有望其替代折射光学器件。然而，为厘米级超透镜制造高达数十亿亚波长结构的要求可能会限制大型透镜的尺寸可扩展性和批量生产。在这篇文章中，我们展示了使用深紫外（DUV）投影步进光刻技术制成的、能够在可见光波长下聚焦和成像的、厘米级尺度的全玻璃制超透镜。在这里，我们通过在4英寸的熔融石英晶片平台上制造45个直径为1厘米的超透镜，来展示其尺寸可扩展性和大规模生产的潜力。该透镜在可见光波长下的任何均匀偏振入射下均表现出受衍射极限限制的聚焦行为。超透镜的性能通过斯特列尔比（SR）和调制传递函数（MTF）进行量化，然后将其与尺寸和焦距相似的商用折射球面和非球面单透镜进行比较。我们使用拥有彩色像元的sCMOS相机和扫描成像技术进一步探究我们的超透镜的成像能力，表明了这些超透镜在虚拟现实（VR）设备或生物成像技术领域的潜在应用。
关键词：超透镜、超表面、DUV光刻、可见波波长、全玻璃
图文节选（1）
除了各种超透镜的特性外，我们还展示了采用两种不同方法制作的1cm超透镜的成像能力：AMOLED显示器的直接成像和反射扫描成像，以展示超透镜在不同成像技术中的应用。图1a显示了AMOLED显示装置的直接成像示意图。我们首先在移动电话的AMOLED屏幕上提供图像，并使用中继透镜收集和反转屏幕上的图像。然后，从中继透镜收集的图像通过我们的1厘米超透镜，并在放置在超透镜焦平面附近的sCMOS彩色传感器相机上形成图像（有关详细信息，请参阅方法部分）。图1b展示了在AMOLED屏幕上显示哈佛大学全彩徽标的图像，图1c则为彩色sCMOS相机上的图像。尽管移动电话上的图像是由红色、绿色和蓝色像素的组合形成的（图S7b），但由于超透镜存在色差，sCMOS相机仅对红色入射的焦平面上可见的图像进行成像。由于红色AMOLED像元的带宽有限，因此获得的图像模糊，色差仍然可见……哈佛标志的图像显示在AMOLED屏幕上（Galaxy Note 8，三星），并且屏幕大约位于无限校正管透镜（TTL180-a，Thorlabs），即中继透镜的焦平面上。来自显示器的准直光使用我们的超透镜重新聚焦到sCMOS相机传感器阵列（pco.panda 4.2，PCO Tech Inc.）。sCMOS相机放置在622 nm波长的近似焦平面上，这是我们使用的AMOLED显示器中红色像元的最大强度波长……
图文节选（2）
图1：超透镜成像 。(a) 类似VR的AMOLED屏幕成像示意图。中继透镜用于维持sCMOS相机的图像平衡。(b) AMOLED屏幕上哈佛标志的图像。(c) 从超透镜焦平面上的彩色sCMOS相机获得的图像。由于色差，只有红色像素在sCMOS上成像。Harvard标志是哈佛大学的商标，经哈佛学院院长和院士许可使用。(d) 使用超透镜的反射扫描显微镜示意图。一个二维振镜扫描并偏转来自He−Ne激光的波长为633nm的入射光，偏转光束由一对透镜（透镜1、2）扩展。然后，扩展光束以一定角度入射到超透镜上，并由超透镜聚焦在分辨率目标上。成像目标将聚焦入射部分反射回超透镜。然后超透镜收集反射，光电二极管记录偏转点的反射强度。在324.35μm×324.35μm的正方形区域上逐点进行强度记录，扫描分辨率为0.998μm/像素。(e、f) 分别使用扫描成像记录USAF分辨率测试图和Siemens star图案的图像。
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广州市元奥仪器有限公司作为埃赛力达在国内的核心代理商，根据用户的不同需求提供具备高性能、高质量的产品，为客户提供专业的方案与报价，欢迎咨询！
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