近日，南方科技大學(xué)機(jī)械與能源工程系助理教授徐少林團(tuán)隊(duì)圍繞“激光超分辨率納米制造”主題，在Nature Communications, Advanced Optical Materials, Laser & Photonics Reviews, Nano Letters, ACS Applied Materials & Interfaces等激光微納米制造領(lǐng)域高水平期刊上發(fā)表系列論文，內(nèi)容涉及激光亞波長(zhǎng)圖案化納米制造、激光誘導(dǎo)周期性納米光柵制造、線形脈沖激光跨大尺度微納復(fù)合制造、耐久性納米錐的激光摻雜增強(qiáng)等離子體刻蝕制造等。

在激光亞波長(zhǎng)圖案化納米制造方面，大面積無(wú)拼接超衍射極限圖案化納米制造在半導(dǎo)體及光學(xué)微納器件等領(lǐng)域具有至關(guān)重要的作用，開(kāi)發(fā)低成本、高效率制備技術(shù)及配套設(shè)備對(duì)于上述領(lǐng)域的高質(zhì)量發(fā)展具有極其重要的意義。

研究人員利用準(zhǔn)二元相位掩模對(duì)光束進(jìn)行偏振過(guò)濾，結(jié)合偏振與相位優(yōu)化，得到了具有亞波長(zhǎng)圖案化波前的超快激光脈沖，使用快速掃描形成脈沖分離進(jìn)行周期性改性/燒蝕，在大氣環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了晶圓級(jí)表面圖形化微納結(jié)構(gòu)的均勻高效制造。制備的圖案化結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)上高度自由可控，且具有亞波長(zhǎng)圖形分辨率（520 nm波長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)了300 nm的圖形分辨率），無(wú)拼接現(xiàn)象。研究人員設(shè)計(jì)并加工了超表面吸收器器件，在中紅外波段（3-7微米）實(shí)現(xiàn)了高達(dá)98%的單峰和雙峰吸收率。上述開(kāi)發(fā)的高效激光亞波長(zhǎng)圖案化加工方法具有普適性，且能夠適用于任意薄膜材料的圖案化加工。相關(guān)研究結(jié)果以“Sub-wavelength patterned pulse laser lithography for efficient fabrication of large-areametasurfaces”為題，發(fā)表在Nature Communications上，以“Large-Scale Laser Nanopatterning of Multiband Tunable Mid-Infrared Metasurface Absorber”為題，發(fā)表在Advanced Optical Materials上。

圖1. 新型亞波長(zhǎng)圖案化整形脈沖激光光刻技術(shù)