集成信号分配、处理和传感网络等技术需要波导、分路器、光栅和光开关等基本光学元件的小型化。这带来了挑战，特别是对于弯曲和环形谐振器等弯曲元件，它们需要特别高的分辨率和较低的侧壁粗糙度。
有许多方法可以实现亚波长高分辨率制造，尽管它们往往成本高昂、复杂且耗时。纳米压印光刻作为一种高效的高分辨率制造方法很有前途，但它需要通常使用电子束光刻技术生产的高质量母印。
为了实现光学元件的快速、高分辨率制造，莱布尼茨大学的一个研究小组开发了一种低成本的、基于UV-LED的显微镜投影光刻系统，能够在几秒钟内生产光学元件。
MPP 系统不使用汞灯或激光作为光源，而是使用波长为 365 nm 的廉价 UV-LED。该系统使用现成的组件创建，可以在几秒钟内完成微观和纳米结构，这表明它有可能有效地生产用于光学传感、光电子学、纳米光子学和其他应用的低成本结构。MPP系统通过在紫外光照射下将光掩模上的结构图案转移到光刻胶涂层基板上来实现结构化。为了获得MPP所需的结构图案化铬光掩模，研究人员进行了几个预处理步骤。其中包括开发结构设计，将其印刷在透明箔上，以及使用光刻技术制备铬光掩模。该团队还建立了用于制备光掩模的光刻装置。使用这种设置和湿法蚀刻工艺，研究人员将印刷在透明箔上的结构图案转移到铬光掩模上。
研究人员优化了每个处理步骤。他们使用喷墨打印和激光绘图仪打印将设计的结构图案打印到透明箔上，并比较每种方法的打印质量。对于铬光掩模的制备，他们将两个不同的镜头合并到设置中。他们使用透镜将结构图案从透明箔转移到铬和光刻胶涂层的基板上，并比较和分析了结构精度。为了最大限度地减少成像像差，该团队在既定设置中使用了镜筒透镜，允许将无限远校正的光学系统与显微镜物镜相结合。
通过优化打印方法和开发具有最小场相关像差的光学元件，研究人员能够使用数值孔径为1.4的100×物镜制造特征尺寸低至约85 nm的高分辨率结构。为了确认MPP系统的稳定性和功能，该团队表明，使用NA为1.25的经济型100×显微镜物镜可以实现具有相同铬光掩模的结构。研究人员在使用经济物镜时实现了~100 nm的最小特征尺寸。
结果表明，MPP制备方法可以实现低于衍射极限的亚100 nm特征尺寸的高分辨率结构，并证明了MPP系统实现高分辨率制造的能力。
MPP系统基于标准的光学和光机械元件，可以推动光刻技术在光学元件的快速、高分辨率结构中的应用。它可能特别适合快速原型制作和低成本制造很重要的应用。例如，它可用于开发用于生物医学研究的新型光学器件，或用于消费电子应用的新型MEMS器件原型设计。
该研究发布在《光：先进制造》上。
