高效制造大面积超表面的亚波长图案脉冲激光光刻技术

       近年来，由于对微型化超薄光学系统的需求不断增加，光调制超表面引起了人们的极大关注，这些超表面具有光束整形(偏转、聚焦、涡旋调制)、电磁斗篷、偏振控制、完美吸收和精确消色差等功能。超表面上的各种结构单元起着至关重要的作用，如定向表面波耦合的H形吸收光或调制波前，十字形调节色散或吸收，悬链线形提供高衍射效率和周期和相位延迟的线性比例等等。

       加工方法的发展，特别是大规模生产和易获得的超表面方法，落后于他们的设计。电子束光刻和极紫外光刻具有卓越的10纳米以下分辨率，是验证不同光调制能力的超表面设计的一般方法，具有较高的可实现结构自由度。然而目前还没有一种容易获得的制造方法来有效地生产大面积和自由设计的纳米级分辨率结构阵列。

       近日，南方科技大学的徐少林课题组开发了一种图形脉冲激光光刻（PPLL）方法，在大面积薄膜上创建具有亚波长特征分辨率和周期从小于1 μm到超过15 μm的结构阵列。利用准二元相位掩模分离具有波前图案的超快激光脉冲，通过高速扫描快速生成周期性的烧蚀/修正结构。波前的梯度强度边界和圆偏振减弱了光传播过程中的衍射和偏振相关的不对称效应，达到了较高的均匀性。相关工作发表在《Nature Communications》上。（郑江坡）

      文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-022-33644-8