激光网3月29日消息，超透镜是能够操纵光的纳米人工结构，它提供了一种可以显着减小传统光学元件尺寸和厚度的技术。该技术在近红外区域特别有效，在各种应用中具有巨大的前景，例如被称为“自动驾驶汽车的眼睛”的LiDAR，微型无人机和血管探测器。
尽管具有潜力，但目前的技术需要数千万韩元才能制造指甲盖大小的超透镜，这对商业化构成了挑战。幸运的是，最近的一项突破表明，其生产成本有望降低千分之一的价格。
由浦项科技大学机械工程系和化学工程系的Junsuk Rho教授等人组成的合作研究团队提出了两种大规模生产超透镜并在大表面上制造的创新方法。他们的研究发表在《激光与光子学评论》上。
光刻是一种通过使用光在硅晶圆上印印图案来制作超透镜的工艺，是其制造的一个步骤。通常，光的分辨率与其波长成反比，这意味着较短的波长导致更高的分辨率，从而能够创建更精细、更详细的结构。在这项研究中，该团队选择了深紫外光刻技术，这是一种使用较短波长的紫外线的工艺。
该研究团队最近使用深紫外光刻技术实现了可见光区域超透镜的大规模生产，发表在《自然材料》上。然而，由于现有方法在红外区域显示出低效率，因此出现了挑战。
为了解决这一局限性，该团队开发了一种具有高折射率和低红外区域损耗的材料。这种材料被整合到既定的大规模生产工艺中，从而在 8 英寸晶圆上成功制造出直径为 1 厘米的相当大的红外超透镜。
值得注意的是，该镜头拥有 0.53 的出色数值孔径，突出了其出色的集光能力以及接近衍射极限的高分辨率。圆柱形结构进一步使其不受偏振影响，无论光振动方向如何，都能确保出色的性能。
在第二种方法中，该团队采用了纳米压印，这是一种允许使用模具打印纳米结构的过程。该工艺利用了通过与RIT合作研究积累的纳米压印技术知识。
这一努力被证明是成功的，因为该团队设法大规模生产了直径为5毫米的超透镜，该超透镜由4英寸晶圆上的约一亿个矩形纳米结构组成。值得注意的是，这种超透镜表现出令人印象深刻的性能，拥有 0.53 的光圈。其矩形结构表现出偏振依赖性，可有效响应光振动方向。
在这一成就的基础上，该团队集成了一个高分辨率成像系统来观察洋葱表皮等真实样品，验证了超透镜商业化的可能性。
这项研究具有重要意义，因为它克服了传统逐一超透镜生产工艺的局限性。它不仅有助于创建具有偏振依赖性和独立特性的光学器件，从而为特定应用量身定制，而且还将超透镜的生产成本降低了多达 1000 倍。
Junsuk Rho教授说：“我们已经实现了晶圆级高性能超透镜的精确和快速生产，达到厘米级。我们的目标是通过这项研究来加速超透镜的工业化，促进高效光学器件和光学技术的进步。
