全介电元表面具有低材料损耗和强场定位特点，非常适合用于在纳米尺度上操纵电磁波。尤其是全硅介电元表面，能与互补金属氧化物半导体技术实现理想兼容，因此是光子芯片进行大规模单片集成时的理想选择。然而，在传统硅微细加工中，掩模光刻与活性离子蚀刻结合时涉及多个预处理阶段，从而导致成本和加工时间增加。本文提出一种飞秒激光直写方法，用飞秒激光处理低于烧蚀阈值的硅，采用湿化学蚀刻，实现全硅介质谐振元表面。该方法利用激光修饰区域和未处理区域之间不同的蚀刻速率，以一种简便、经济的制造方法实现了大面积图案化硅表面的制造。
希腊Ioanna Sakellari团队利用超快激光改性、湿化学蚀刻法，在硅表面形成了二维微纳米圆台阵列结构。通过调控硅表面微纳米圆台单元尺寸，改变圆台上表面直径，使超表面的谐振频率得到有效调控。实验测定了不同硅基纳米圆台阵列结构对线偏振入射光的傅里叶红外光谱，表征了尺度为200μm×200μm的不同纳米圆台阵列结构的红外光透过率，圆台高度约为0.95μm，阵列在x和y方向的周期均为2.42μm，圆台上表面直径分别为220nm(绿色)、380nm(蓝色)和740nm(红色)。所制备的不同纳米圆台阵列结构的电子显微镜图像如下图所示:
图1. 硅表面二维微纳米圆台阵列结构
原标题：飞秒激光改性结合湿法刻蚀制备全硅介电超表面
