1 浙江大学极端光学技术与仪器全国重点实验室，浙江 杭州 310027
2 浙江大学杭州国际科创中心，浙江 杭州 311215
3 浙江大学光电科学与工程学院，浙江 杭州 310027
针对双光子激光直写片上光子引线波导的纳米级对准需求，提出了基于导星数字匹配与纳米智能对准的方法，实现了高精度、高密度片上光子引线互联纳米结构3D直写加工。面向片上光子引线波导的背景与需求，设计了双光子直写光刻系统的光学系统结构，在硬件上设计了独特的导星，在算法上利用机器视觉的智能识别方法，精确定位了片上光子引线波导连接结构。所刻写的光子引线与硅片波导的平均偏差角度为0.19°，绝对位置平均对准精度为29 nm，标准差为17 nm。所提方案为实现高精度、高密度的光学片上互联提供了一种可行的方法，在芯片封装、多材料功能结构制备、复杂结构修饰等高精度加工领域有着重要的科学和应用意义。
光学设计 光刻 机器视觉 片上光子引线 波导加工 双光子激光直写
1 浙江大学光电科学与工程学院现代光学仪器国家重点实验室，浙江 杭州 310027
2 之江实验室超级感知研究中心，浙江 杭州 310023
3 暨南大学光子技术研究院广东省光纤传感与通信技术重点实验室，广东 广州 510000
利用边缘光抑制技术，设计并研制了一套双光束激光三维直写光刻系统。该系统含有高速扫描振镜和三维纳米压电平台两组扫描机构，可以根据不同加工需求完成多种扫描模式下的微纳结构制造。分析了光刻光束中激发光与抑制光的能量变化对加工精度的影响，通过对光刻光束能量的精确控制，实现了基板表面最小线宽为64 nm的均匀线条和线宽为30 nm的悬浮线的稳定加工，加工结构的线宽变化符合理论预期。该系统在进行实用器件加工时，最高加工产率可达到0.6 mm2/min。使用该系统加工制造了多种微纳结构，证实了其具备加工大深宽比周期结构、复杂曲线结构和不规则三维结构的能力。
激光技术 光学制造 受激发射损耗 激光直写 微纳光学器件
1 西北工业大学 电子信息学院, 陕西 西安 710072
2 浙江清华长三角研究院杭州分院, 浙江 杭州 310000
基于严格矢量衍射理论, 分析了亚波长光栅将圆偏光转化为线偏光的机理。根据分析的结果提出了一种利用光栅空间分布控制出射光偏振态分布的方法, 并使用该方法规设计了一类光栅区域呈多带环形分布的偏振器件。通过改变该型器件的环形光栅区域数量, 可以得到不同的偏振光束。通过对出射光束使用Richards-Wolf矢量衍射法进行数值分析, 得到了在大数值孔径条件下, 聚焦光束在焦点附近的归一化光强分布。其中大多数出射光束的焦点光强分布为平顶光斑, 光斑的最大径向半高全宽达到了1.541 λ。与同数值孔径下线偏光、径向偏振光及角向偏振光的聚焦光强分布具有明显区别。
亚波长光栅器件 圆柱型矢量光束 矢量衍射分析 平顶聚焦光强分布 subwavelength grating polarizers cylindrical vector beams vectorial diffraction analysis flattop focusing intensity distribution 红外与激光工程
2019, 48(3): 0302004
1 中国计量学院光学与电子科技学院, 浙江 杭州 310018
2 中国科学院光电研究院, 北京 100094
为研究连续型相位光瞳滤波器对光学成像系统成像效果的影响，并实现对远场光学成像系统分辨率的提升，设计了一种多项式函数形式的相位型光瞳滤波器，证明其可以实现三维超分辨。给出了其与一种典型三区型相位光瞳滤波器的超分辨效果的对比。通过对比可以发现，在分辨效果的改善上，横向分辨率有明显提升，但施特雷尔比会有所下降。此外，由于此种形式光瞳滤波器可以通过提高多项式次数来增加可调参数，因此其对超分辨效果的提升还有一定的改善空间。关于多项式函数形式的相位光瞳滤波器的计算结果，对实际中制作连续相位型光瞳滤波器亦有一定的参考价值。
光学器件 成像系统 三维超分辨 相位型光瞳滤波器 多项式函数 光学学报
2011, 31(12): 1211002
