Baru-baru ini, Weina Han, Akademisi Jiang Lan, dan rekannya dari Institut Teknologi Beijing menerbitkan makalah di Advanced Materials yang mengusulkan teknologi litografi sinar difraksi laser femtodetik termodulasi fase-termodulasi.
Dengan melapiskan fase prisma aksial dengan fase kisi yang menyala, laser femtodetik dibentuk ulang menjadi berkas difraksi kuasi-Bessel non-dengan kedalaman medan yang melebihi berkas Gaussian dengan fokus rapat sebanyak lebih dari sepuluh kali lipat. Hal ini mengurangi kebutuhan pemfokusan ulang selama pemrosesan dan menekan penyimpangan fokus. Kontrol defleksi sinar dinamis mencapai presisi hingga 7 nanometer. Pemrosesan kimia selanjutnya pada permukaan metasurface voxel, yang dibentuk oleh daerah perubahan fase, memungkinkan litografi bebas topeng.
Teknologi ini digunakan untuk membuat metasurface Ge₂Sb₂Te₅ yang dapat disetel dengan fitur struktural hingga 9 nanometer. Hal ini selanjutnya memungkinkan pembuatan dan kontrol perangkat logika fotonik multifungsi yang dapat diprogram, menunjukkan kemampuan pemrosesan-presisi tinggi. Pendekatan ini menetapkan paradigma baru untuk membuat dan mengendalikan metasurface aktif, sehingga memajukan pengembangan-perangkat fotonik generasi berikutnya.
Litografi Sinar Laser Non-Difraksi-Femtosecond melalui Modulasi Fase untuk Fabrikasi Metasurface Dielektrik
Litografi sinar-laser femtodetik termodulasi non-difraksi-untuk fabrikasi metasurface dielektrik
Gambar 1 Litografi berkas-termodulasi non-difraksi-fasa (PNDL) untuk fabrikasi metasurface dielektrik.
Gambar 2 Stabilitas pembangkitan sinar kuasi-Bessel non-difraksi.
Gambar 3: Studi presisi fabrikasi metode sinar-termodulasi non-difraksi-fase (PNDL).
Gambar 4: Litografi metasurface Ge₂Sb₂Te₅ (GST) menggunakan metode fase-modulated non-diffracting-beam (PNDL).
Gambar 5: Perangkat metasurface dengan konfigurasi superlattice GST persegi panjang ganda.
Eksperimen ini berpusat pada fase-perubahan material Ge₂Sb₂Te₅ (GST), memanfaatkan transisi fase reversibel antara keadaan amorf dan kristal. Dengan menggunakan teknologi modulasi fase laser femtosecond, persiapan dan pengendalian struktur metasurface dapat dicapai. Dengan melapiskan fase prisma aksial dan fase kisi difraksi melalui modulator cahaya spasial, laser femtodetik (515 nm) dibentuk menjadi sinar difraksi kuasi-Bessel non-. Difokuskan melalui objektif bukaan numerik tinggi, sinar ini menginduksi kristalisasi lokal pada permukaan film tipis GST. Selanjutnya, etsa basah selektif (larutan TMAH) menghilangkan daerah yang tidak mengkristal sambil mempertahankan struktur yang mengkristal, membentuk unit metasurface. Dengan mengontrol parameter seperti energi laser dan jarak piksel, pola presisi tinggi dengan lebar garis struktural serendah 270 nm dan celah sekecil 9 nm dapat dicapai. Superlattice GST persegi panjang ganda menunjukkan beberapa fungsi gerbang logika pada polarisasi{15}}cahaya tereksitasi.
