基于双光束光场调制的动态三维阵列超分辨光刻技术研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:61675093
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:64.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:F0508.应用光学
- 结题年份:2020
- 批准年份:2016
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2017-01-01 至2020-12-31
- 项目参与者:陈建农; 甘棕松; 张登英; 岳情情; 刘苹; 刘菲;
- 关键词:
项目摘要
Super-resolution nanolithography is a key technology for producing new photonic materials and devices, and improving their performance. The current two-dimensional nanofabrication techniques including electron beam lithography (EBL) and focused ion beam (FIB) lithography provide high resolution. But the major limitation of these techniques is their incapability of three-dimensional (3D) nanofabrication. Single-beam laser direct writing (LDW) technique has a superior 3D nanofabrication. However, because of the diffraction nature of light, single-beam LDW cannot facilitate the nanofabrication of high nanometer resolution that the EBL has. Thus, how to break through the optical diffraction limit, and achieve super-resolution in the far optical field and 3D nanofabrication, is one of the important academic topics. This project will be carried out super-resolution 3D nanofabrication in the far optical field by using phase modulation of coaxial two-beam and photoinduction-inhibited nonlinear effect of photolithographic materials, leading to break through the optical diffraction limit and improved resolution in the far-field 3D nanofabrication. We will study the phase modulation of the two beam using spatial light modulator (SLM) and Fourier imaging system, to produce 3D array multifocal spots. And, the position, spot shape and polarization orientation of each spot in the multifocal spots can be effectively controlled using accurate phase manipulations assisted by SLM. It provides a new and high-efficiency dynamic super-resolution 3D nanofabrication technique for metamaterial fabrication.
具有超高分辨率的纳米光刻是制备新型光子材料及器件并提高其性能的关键技术。现有的电子束刻蚀、聚焦离子束刻蚀等二维加工技术,具有极高的空间分辨率,但却不具有快速的三维纳米加工能力。单光束激光直写技术具有优异的远场加工能力,但受限于光学衍射极限,很难实现与电子束刻蚀等同等的加工分辨率。因此,如何突破衍射极限,实现远场超分辨的三维纳米光刻技术,成为当前研究的重要课题。本项目拟通过对同轴双光束的相位及偏振调制的远场聚焦光斑的调控技术和双光束的光激发-光抑制效应,并且利用光刻材料的非线性效应,突破光学衍射极限,提高纳米光刻技术的分辨率,同时实现远场超分辨的三维纳米光刻。通过纯相位空间光调制器和傅里叶变换成像系统对双光束相位调制的研究,产生超高分辨率的形状、位置及偏振可控的三维焦点阵列,实现动态三维的双光束纳米并行加工,为人工微结构材料制作等领域提供一种新型的、高效的远场超分辨三维纳米光刻手段。
结项摘要
基于双光子聚合产生的超高分辨激光微纳三维制造技术,具备无以伦比的加工纳米级高精度的三维制造能力,这是电子束刻蚀、聚焦离子束刻蚀技术等二维加工技术无法实现的。这种技术适用于对加工精度要求极高的超材料、微流控芯片、微纳器件、硅光芯片集成等领域。因此,实现远场超分辨的三维纳米光刻技术,具有重要的研究意义及实用价值。本项目从理论模型建立、数值仿真、实验测试、应用推广等四个方面展开了研究工作。建立了高数值孔径聚焦系统下,以调制光场的振幅、相位、偏振等参数下的全矢量衍射理论模型;深入研究了调控三维聚焦光斑的三维形态、偏振特性等特性的有效方法;建立了一套完备的产生高均匀度、高衍射效率的多焦点阵列聚焦光斑的产生方法;通过纯相位空间光调制器和傅里叶变换成像系统对入射光场进行相位调制,产生了超高分辨率的形状、位置及偏振可控的三维焦点阵列,实现了动态三维的纳米并行加工;初步实现了单束激光双光子聚合加工线宽小于70nm的加工精度,利用双光束STED原理实现了小于50nm的加工精度;实现了一种利用空间光调制器来实现任意位置可控的动态多焦点并行加工技术。本项目在理论建立、数值仿真及实验验证测试方面进行了深入研究,完成了项目研究目标,并与企业合作取得了初步的推广应用。
项目成果
期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(11)
Reconstruction of an underwater scattered image via incoherent modulation instability
通过非相干调制不稳定性重建水下散射图像
- DOI:10.1364/ol.44.000695
- 发表时间:2019
- 期刊:Optics Letters
- 影响因子:3.6
- 作者:Han Jing;Xu Qinfeng;Chen Jiannong;Zhu Linwei;Li Zhigang
- 通讯作者:Li Zhigang
Manipulation of the overall polarization orientation in the focal volume of high numerical objectives
操纵高数值物镜焦点体积中的整体偏振方向
- DOI:10.3788/col201816.010501
- 发表时间:2018-07
- 期刊:Chinese Optics Letters
- 影响因子:3.5
- 作者:Chen Jiannong;Zhu Linwei;Li Zhigang
- 通讯作者:Li Zhigang
Generation of square arrays of curved Bessel-like beams using continuous-phase encoding gratings
使用连续相位编码光栅生成弯曲类贝塞尔光束的方形阵列
- DOI:10.1117/1.oe.56.10.103101
- 发表时间:2017-10
- 期刊:Optical Engineering
- 影响因子:1.3
- 作者:Zhenxian Huang;Linwei Zhu;Junjie Yu
- 通讯作者:Junjie Yu
Generation of a ring-shaped focusing spot with precisely controllable position and diameter
生成位置和直径精确可控的环形聚焦光斑
- DOI:10.1364/josab.35.000987
- 发表时间:2018-05
- 期刊:Journal of the Optical Society of America B-Optical Physics
- 影响因子:1.9
- 作者:Chen Jiannong;Zhao Chenglong;Zhang Dawei;Dai Bo;Zhu Linwei;Xu Qinfeng
- 通讯作者:Xu Qinfeng
Dynamic Laser Parallel Fabrication Based on Multifocal Array
- DOI:10.3788/aos202040.1014004
- 发表时间:2020-05-25
- 期刊:ACTA OPTICA SINICA
- 影响因子:1.6
- 作者:Shi Zhiyong;Zhou Liqiang;Zhu Linwei
- 通讯作者:Zhu Linwei
共 12 条
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其他文献
基于动态交通仿真的高速公路电动汽车充电站规划
- DOI:--
- 发表时间:2018
- 期刊:电工技术学报
- 影响因子:--
- 作者:葛少云;朱林伟;刘洪;李腾;刘畅
- 通讯作者:刘畅
空间多普勒激光雷达海表面散射信号分析
- DOI:--
- 发表时间:2015
- 期刊:应用光学
- 影响因子:--
- 作者:李志刚;田茂彬;朱林伟
- 通讯作者:朱林伟
二维阵列光场衍射自成像效应的倒格矢分析
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:光子学报
- 影响因子:--
- 作者:国承山;洪正平;朱林伟
- 通讯作者:朱林伟
紧聚焦条件下的轴向双焦点波带片
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:光学学报
- 影响因子:--
- 作者:朱林伟;孙美玉;王丽丽;李志刚
- 通讯作者:李志刚
一种激光雷达测量海洋光学参数的新方法
- DOI:--
- 发表时间:2016
- 期刊:应用光学
- 影响因子:--
- 作者:李志刚;刘智深;朱林伟
- 通讯作者:朱林伟
共 6 条
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朱林伟的其他基金
基于多参量光场调制的高速并行激光三维光子桥接技术研究
- 批准号:
- 批准年份:2021
- 资助金额:57 万元
- 项目类别:面上项目
基于多参量光场调制的高速并行激光三维光子桥接技术研究
- 批准号:62174073
- 批准年份:2021
- 资助金额:57.00 万元
- 项目类别:面上项目
基于空间相位阵列调制的同步相移飞秒脉冲数字全息技术研究
- 批准号:61205014
- 批准年份:2012
- 资助金额:25.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目