Recent, Weina Han, academicianul Jiang Lan și colegii de la Institutul de Tehnologie din Beijing au publicat o lucrare în Materiale avansate care propune o tehnologie de litografie cu fascicul non-difractiv cu laser femtosecunde modulat-fazelor.
Prin suprapunerea fazei prismei axiale cu faza de rețea blazed, laserul de femtosecundă este remodelat într-un fascicul nedifractiv cvasi{-Bessel, cu o adâncime de câmp care o depășește de peste zece ori pe cea a fasciculelor gaussiene strâns focalizate. Acest lucru reduce nevoia de reorientare în timpul procesării și suprimă deviația focală. Controlul dinamic al deviației fasciculului atinge o precizie de până la 7 nanometri. Prelucrarea chimică ulterioară a metasuprafeței voxelului, formată din regiuni de-schimbare de fază, permite litografia-liberă de mască.
Această tehnologie a fost folosită pentru a fabrica o metasuprafață Ge₂Sb₂Te₅ reglabilă cu caracteristici structurale de până la 9 nanometri. Acesta a permis în continuare fabricarea și controlul dispozitivelor logice fotonice programabile multifuncționale, demonstrând capabilități de procesare de înaltă-precizie. Această abordare stabilește o nouă paradigmă pentru fabricarea și controlul metasuprafețelor active, avansând dezvoltarea dispozitivelor fotonice de -generație următoare.
Litografie cu fascicul fără-difracție- laser femtosecundă prin modularea de fază pentru fabricarea metasuprafeței dielectrice
Litografia cu fascicul ne-difractant-laser femtosecunde modulat în fază-pentru fabricarea metasuprafeței dielectrice
Figura 1 Faza-Litografia cu fascicul ne-difractantă-modulată (PNDL) pentru fabricarea metasuprafeței dielectrice.
Figura 2 Stabilitatea generării fasciculului cvasi-Bessel ne-difractant.
Figura 3: Studiu de precizie de fabricație al metodei fasciculului ne-difractant-modulat de fază (PNDL).
Figura 4: Litografia metasuprafețelor Ge₂Sb₂Te₅ (GST) utilizând metoda fasciculului non-difractant-modulat de fază (PNDL).
Figura 5: Dispozitiv de metasuprafață cu o configurație dublă-superlatice GST dreptunghiulară.
Experimentul se concentrează pe -materialul de schimbare de fază Ge₂Sb₂Te₅ (GST), valorificând tranziția de fază reversibilă între starea amorfă și cea cristalină. Folosind tehnologia de modulare a fazei laser femtosecunde, se realizează pregătirea și controlul structurilor metasuprafeței. Prin suprapunerea fazei prismei axiale și a fazei de rețea difractivă printr-un modulator spațial de lumină, laserul femtosecundă (515 nm) este modelat într-un fascicul nedifractiv cvasi{-Bessel. Concentrat printr-un obiectiv cu deschidere numerică mare, acest fascicul induce cristalizare localizată pe suprafața filmului subțire GST. Ulterior, gravarea umedă selectivă (soluție TMAH) îndepărtează regiunile ne-cristalizate, păstrând în același timp structurile cristalizate, formând unități de metasuprafață. Prin controlul unor parametri cum ar fi energia laserului și pasul pixelilor, s-a obținut un model de{10}}înaltă precizie cu lățimi structurale ale liniilor de până la 270 nm și spații de până la 9 nm. Superlaticele GST dual-dreptunghiulare au demonstrat funcții multiple de poartă logică la polarizare-lumina excitată.
