Nesen Veina Han, akadēmiķis Dzjans Lans un kolēģi no Pekinas Tehnoloģiju institūta publicēja rakstu Advanced Materials, kurā tika piedāvāta fāzē{0}}modulēta femtosekundes lāzera ne-difraktīvā stara litogrāfijas tehnoloģija.
Pārklājot aksiālās prizmas fāzi ar lāsuma režģa fāzi, femtosekundes lāzers tiek pārveidots par kvazi-Besela ne-difrakcijas staru kūli, kura lauka dziļums pārsniedz cieši fokusētu Gausa staru kūli vairāk nekā desmitkārtīgi. Tas samazina nepieciešamību pēc fokusēšanas apstrādes laikā un nomāc fokusa novirzi. Dinamiskā staru kūļa novirzes kontrole nodrošina precizitāti līdz 7 nanometriem. Sekojoša vokseļa metavirsmas ķīmiskā apstrāde, ko veido fāzes{6}}izmaiņu reģioni, nodrošina bezmask{7}litogrāfiju.
Šī tehnoloģija tika izmantota, lai izgatavotu noskaņojamu Ge₂Sb₂Te₅ metavirsmu ar strukturālām iezīmēm līdz 9 nanometriem. Tas arī ļāva izgatavot un vadīt daudzfunkcionālas programmējamas fotoniskās loģikas ierīces, demonstrējot augstas -precizitātes apstrādes iespējas. Šī pieeja izveido jaunu paradigmu aktīvo metavirsmu izgatavošanai un kontrolei, veicinot nākamās paaudzes fotonisko ierīču izstrādi.
Femtosekundes lāzera bez{0}}difrakcijas-staru litogrāfija, izmantojot fāzes modulāciju dielektriskās metavirsmas izgatavošanai
Fāzes-modulēta femtosekundes lāzera ne-difrakcijas-staru litogrāfija dielektrisku metavirsmas izgatavošanai
1. attēls. Fāzes-modulēta ne-difrakcijas-staru litogrāfija (PNDL) dielektriskās metavirsmas izgatavošanai.
2. attēls Kvazi-Besela ne-difrakcijas staru kūļa ģenerēšanas stabilitāte.
3. attēls. Fāzu-modulēta ne-difrakcijas-staru (PNDL) metodes izgatavošanas precizitātes pētījums.
4. attēls. Ge₂Sb₂Te₅ (GST) metavirsmu litogrāfija, izmantojot fāzes-modulētu ne-difrakcijas-staru (PNDL) metodi.
5. attēls. Metasurface ierīce ar dubulto-taisnstūra GST virsrežģa konfigurāciju.
Eksperimenta centrā ir fāzes{0} maiņas materiāls Ge₂Sb₂Te₅ (GST), izmantojot tā atgriezenisko fāzes pāreju starp amorfo un kristālisko stāvokli. Izmantojot femtosekundes lāzera fāzes modulācijas tehnoloģiju, tiek panākta metavirsmas struktūru sagatavošana un kontrole. Ar telpiskā gaismas modulatora starpniecību pārklājot aksiālās prizmas fāzi un difraktīvā režģa fāzi, femtosekundes lāzers (515 nm) tiek veidots kvazi-Besela ne-difrakcijas starā. Fokusēts ar lielu skaitlisko diafragmas objektīvu, šis stars izraisa lokalizētu kristalizāciju uz GST plānās kārtiņas virsmas. Pēc tam selektīvā mitrā kodināšana (TMAH šķīdums) noņem ne-kristalizētus apgabalus, vienlaikus saglabājot kristalizētās struktūras, veidojot metavirsmas vienības. Kontrolējot tādus parametrus kā lāzera enerģija un pikseļu pikseļi, tika panākta augstas{10}}precizitātes modelēšana ar strukturālo līniju platumu līdz 270 nm un spraugām līdz 9 nm. Divkāršais{14}}taisnstūrveida GST virsrežģis demonstrēja vairākas loģisko vārtu funkcijas polarizācijas{15}}ierosinātajā gaismā.
