超透镜将应用于具有挑战性的打印领域：直接激光光刻

西北大学的一个研究小组设计了一种高数值孔径超透镜，并将其装配到光纤尖端，他们使用一系列工艺实现了这个透镜。这为光学纳米粒子的捕获和其它使用光子器件的成像应用提供了一个可替代的路径。研究人员使用3D纳米打印和反向设计，而不是传统的直接激光书写（DLW）系统，传统的系统可能成本高昂，并面临实际限制。该团队生产的超透镜焦距约为8μm，工作波长为980 nm，优化的焦点尺寸为100 nm量级。研究人员说这些数值创造了一个超透镜平台，它适合双光子直接激光光刻。

3D纳米打印，或双光子聚合，是一种能够打印结构为100纳米分辨率的方法。这种薄而紧凑的镜头还允许用户在表面上打印和创建结构，这些是很难通过 DLW 去实现的。传统的光学元件创建方法是从对所需物理结构的知识开始，而反向设计允许对光学元件的初始设计进行任意猜测。为了使用这种替代方法来开始这项制造工艺，西北大学的研究人员在进行这项设计之前，他们对目镜的设计建立一个硬约束。然后，他们将双光子聚合过程与反向设计相结合来制造复杂的光学结构。

电磁方法产生的透镜将允许研究人员在具有挑战性的表面上打印结构。Northwestern McCormick School of Engineering供图。

为了测试他们的超透镜系统，来自西北大学麦考密克工程学院（Northwestern’s McCormick School of Engineering）的Koray Aydin和Sridhar Krishnaswamy将镜头的尺寸缩小了四个数量级，在这个过程中镜头保持了高效率。Aydin说，研究结果使器件可在纳米量级进行3D打印，以及创造不同和更复杂形状的能力。Krishnaswamy说："想象一下，能够将其中几种光纤尖端超透镜放在不同的方向，从而实现从多个角度同步进行3D打印。由于我们通常使用的镜片比较笨重，所以至今无法做到这一点。"

根据西北大学的一份新闻发布，该团队提交了一项临时专利。这项研究由Office of Naval Research资助并发表在《Nano Letters》上(www.doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c04463).