浙江大學的研究團隊在雷射直寫技術領域取得了重大突破,他們首次成功地在玻璃基板上使用高速雷射直寫技術創建了間距僅為 100 納米的線條。這一技術的優化版本能夠實現微透鏡、光子晶體、微光學器件以及超材料等複雜結構的超解析度 3D 直接雷射寫入(DLW)。
DLW 技術主要通過聚焦雷射束來選擇性地固化或聚合材料,達到納米級的精度。然而,提高解析度一直是一個巨大的挑戰,因為強烈的雷射在 DLW 過程中往往會在附近區域造成不必要的暴露。為了克服這一難題,浙江大學的研究團隊採用了獨特的雙光束光學裝置和特殊的光刻膠。
實驗結果顯示,該團隊在 100 微米/秒的列印速度下實現了破紀錄的 100 納米橫向解析度。當列印速度提升至 1000 微米/秒時,仍能保持 120 納米的橫向解析度。這一成果標誌著 DLW 技術在速度和解析度上取得了重大進展。
團隊強調,這項技術的一個重要應用是列印用於虛擬現實(VR)或增強現實(AR)顯示器的光波導器件。這些光波導器件需要精確的高解析度結構,而浙江大學的研究團隊所開發的快速、高精度 DLW 技術正是實現這一目標的關鍵。
為了實現超解析度 DLW,研究團隊還開發了一種由 PETA 和雙 BTPOS 組成的光刻膠系統。其中,BTPOS 作為自由基猝滅劑,有助於減少在列印高解析度線條圖案時可能發生的交聯。此外,他們還使用了 525 納米飛秒雷射器和 532 納米皮秒雷射器組成的雙光束光學裝置,通過精確控制兩束光的延遲和調製,實現了對激發和抑制光的精確控制,從而避免了不必要的聚合。
研究團隊還表示,他們正在致力於進一步提高寫入速度,並改進光刻膠系統,以使 DLW 技術更加穩定和實用。