作者单位
摘要
1 广东石油化工学院理学院,广东 茂名 525000
2 佛山科学技术学院机电工程与自动化学院,广东 佛山 528225
3 长春理工大学理学院,吉林 长春 130022
表面增强拉曼散射(SERS)技术在痕量检测等领域中具有重要的作用,制备周期性微纳结构,构建表面等离子体耦合体系,是当前实现高性能SERS基底的主要方法之一。鉴于传统周期性微纳制备技术成本高、效率低等不足,提出了激光干涉诱导向前转移(LIIFT)技术,利用三光束LIIFT制备周期性Ag微点结构,并分析了结构基底的SERS特性。研究结果表明:基于LIIFT技术可以实现Ag微点结构的大面积、高效制备,并且通过调节三光束干涉光场周期,可以实现对Ag纳米颗粒的可控制备。最后,以典型食品添加剂罗丹明B(RhB)为检测对象,验证了Ag微点结构的SERS特性。该研究表明LIIFT技术是一种高效制备SERS芯片的有效途径,在食品、环境及生物工程等领域中具有潜在的应用价值。
激光技术 激光干涉光刻 激光诱导向前转移 Ag微点结构 表面增强拉曼散射特性 
中国激光
2024, 51(16): 1602406
叶燕 1,2马亚骐 1,2宋志 1,2路畅 1,2[ ... ]陈林森 1,2,**
作者单位
摘要
1 苏州大学光电科学与工程学院,苏州纳米科技协同创新中心,江苏 苏州 215006
2 苏州大学江苏省先进光学制造技术重点实验室,教育部现代光学技术重点实验室,江苏 苏州 215006
变参量微纳结构在二维平面内交叉、分段排布可以实现超表面器件的多路复用和多功能集成。为实现交叉、分段变参量微纳结构的干涉制备,提出了孔径光阑与相位元件联合调制的傅里叶变换光学系统。利用透镜的傅里叶变换特性和相位元件衍射光线的几何传播特性,阐明了傅里叶成像面上交叉、分段分布的多干涉光场的生成方法与调控规律。同时,针对目标分布的变参量微纳结构,反演设计了多像素孔径光阑与基于光栅和变参量光栅的相位元件,实验获得了交叉、分段分布的多干涉光场。将多干涉光场与微缩投影结合可制备分段排布的纳米光栅。将动态调控的多干涉光场分时复用可制备分段排布的变参量纳米光栅。
光学设计 相位调制 4f光学系统 空间变参量 干涉光刻 
光学学报
2023, 43(8): 0822015
作者单位
摘要
同济大学 物理科学与工程学院 精密光学工程技术研究所,先进微结构材料教育部重点实验室,上海市数字光学前沿科学研究基地,上海市全光谱高性能光学薄膜器件与 应用专业技术服务平台,上海200092
纳米计量技术是纳米尺度上的精密测量技术,是先进纳米制造技术的基础。其中,溯源性是纳米计量的基础问题,而研制纳米计量标准物质是实现纳米测量溯源性传递、保证纳米几何量值测试的统一性和准确性的关键环节。为适应纳米计量扁平化量值传递溯源的要求,基于铬跃迁频率,采用原子光刻技术和软X射线干涉技术制备了1D 212.8 nm,2D 212.8 nm,1D 106.4 nm 3种自溯源光栅标准物质;在多层膜沉积技术研制硅纳米线宽结构的基础上,探索了基于硅晶格常数的硅纳米线宽自溯源型测量方法。在应用领域,开展了自溯源光栅对扫描探针显微镜、扫描电子显微镜等高精密测量仪器的校准研究。研究结果表明,自溯源型标准物质及其测量方法缩短了精密仪器和加工技术过程中的纳米长度计量溯源链,是先进纳米制造和新一代信息技术的有力支撑。
纳米科技 纳米计量 自溯源标准物质 原子光刻技术 软X射线干涉光刻技术 多层膜沉积技术 nanotechnology nanometrology self-traceable reference material atom lithography soft X-ray interference lithography multilayer deposition technology 
光学 精密工程
2022, 30(21): 2608
路畅 1许峰川 2许宜申 1,3,4陈林森 4叶燕 1,3,4,*
作者单位
摘要
1 苏州大学 光电科学与工程学院,江苏苏州25006
2 苏州城市学院,江苏苏州15104
3 苏州大学 纳米科技协同创新中心,江苏苏州215006
4 苏州大学 江苏省先进光学制造技术重点实验室 & 教育部现代光学技术重点实验室, 江苏苏州215006
几何相位的超表面透镜不同于传统折射透镜,相位波前的调制并不依赖于传播过程的累积相位,而是通过空间变化的单元结构改变局域偏振态,引入共轭的附加相位使光束聚焦。为了实现几何相位超透镜变参量结构的干涉制备,提出了空间变参量相位元件调制的傅里叶变换光学系统,利用4f光路的傅里叶变换原理以及相位元件衍射光线的几何传播特性,分析了相位元件空频、取向以及分布区域等对系统成像面光场特性的影响,阐明了空间变参量相位元件分段调制入射光,同时生成多个干涉光场实现变取向、变周期微米结构的制备方法。在此基础之上,利用设计制备的变参量相位元件,生成了圆、环分布下变参量干涉光场,制备了变取向、变周期,半径为1 892 μm的微米光栅结构,光栅取向为0°,125°,235°,周期分别为7.22,6.51,5.78 μm。该系统光路简单,易与投影曝光相集成,为基于空间变参量结构单元的几何相位超透镜的制备提供了一种新的途径。
干涉光刻 4f光学系统 空间变参量 相位调制 interference lithography 4f optical system space-variant structure phase modulation 
光学 精密工程
2022, 30(15): 1836
作者单位
摘要
1 清华大学 机械工程系 摩擦学国家重点实验室&精密超精密制造装备及 控制北京市重点实验室 ,北京00084
2 电子科技大学,四川成都611731
为提高扫描干涉光刻机的加工效率和加工精度、扩大加工范围、降低维护成本,提出了一种可实现干涉条纹周期、方向和相位同步实时调节控制的扫描干涉光刻机系统方案,并着重介绍了最为关键的恒光强干涉条纹相位锁定系统的设计。首先,介绍了扫描干涉光刻中干涉条纹周期、方向和相位同步实时调节控制的扫描干涉光刻机系统原理方案,并设计实现了恒光强外差声光移频式干涉条纹相位锁定控制系统。然后,分析了控制系统理论模型,对系统实际模型进行辨识和高阶线性拟合,并设计了系统控制器。最后,在该控制器的基础上开展了调试和条纹锁定控制。实验结果显示,开启条纹锁定控制后,100 Hz以下的低频扰动成分受到明显抑制,干涉图形相位锁定的残余误差为0.069 3 rad(3σ),即相位变化小于±0.01个干涉条纹周期;光束偏移调控误差达到100 μm时,干涉条纹锁定性能仍能保持稳定。该系统不仅可实现不同干涉姿态下干涉条纹的高精度锁定,还具有较大的光束调控误差裕度,满足干涉条纹周期、方向和相位同步实时控制的扫描干涉光刻机的需求。
扫描干涉光刻 条纹锁定 外差相位测量干涉仪 scanning beam interference lithography fringe locking heterodyne phase measurement interferometer 
光学 精密工程
2022, 30(8): 938
作者单位
摘要
清华大学机械工程系 摩擦学国家重点实验室&精密超精密制造装备及 控制北京市重点实验室 ,北京100084
单体大尺寸高精度全息平面光栅是高端浸没式光刻机、惯性约束核聚变等高端装备和重大工程的核心器件,制造难度极高。本文综述了单体大尺寸高精度全息平面光栅的主要制造技术,介绍了基于单次大尺寸干涉光刻技术和干涉光刻步进拼接技术的单体大尺寸高精度全息平面光栅制造技术的研究进展以及存在的问题,并着重对基于扫描干涉光刻技术的单体大尺寸高精度全息光栅制造技术的研究进展进行论述。最后,总结了大尺寸高精度平面光栅制造技术——扫描干涉光刻技术的发展趋势。
全息平面光栅 扫描干涉光刻 条纹锁定 栅距/方向/相位控制 planar grating manufacturing scanning beam interference lithography stripe lock grid pitch /direction/phase control 
光学 精密工程
2021, 29(8): 1759
Author Affiliations
Abstract
1 Shanghai Synchrotron Radiation Facility, Shanghai Advanced Research Institute, CAS, Shanghai, People’s Republic of China
2 Shanghai Institute of Applied Physical, CAS, Shanghai, People’s Republic of China
This paper introduces the recent progress in methodologies and their related applications based on the soft x-ray interference lithography beamline in the Shanghai synchrotron radiation facility. Dual-beam, multibeam interference lithography and Talbot lithography have been adopted as basic methods in the beamline. To improve the experimental performance, a precise real-time vibration evaluation system has been established; and the lithography stability has been greatly improved. In order to meet the demands for higher resolution and practical application, novel experimental methods have been developed, such as high-order diffraction interference exposure, high-aspect-ratio and large-area stitching exposure, and parallel direct writing achromatic Talbot lithography. As of now, a 25 nm half-pitch pattern has been obtained; and a cm2 exposure area has been achieved in practical samples. The above methods have been applied to extreme ultraviolet photoresist evaluation, photonic crystal and surface plasmonic effect research, and so on.
soft x-ray EUV interference lithography 
International Journal of Extreme Manufacturing
2020, 2(1): 012005
作者单位
摘要
清华大学 机械工程系 摩擦学国家重点实验室&精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室, 北京 100084
扫描干涉光刻机移相锁定是实现大面积高精度全息光栅曝光拼接的关键之一。为了实现大面积高精度全息光栅高精度曝光拼接, 针对扫描干涉光刻机步进扫描拼接轨迹, 重点开展了移相锁定系统的研究。在零差移频式相位锁定分系统和外差利特罗式光栅位移测量干涉仪的基础上, 阐述了扫描干涉光刻机的新型移相锁定系统原理。针对新型的移相锁定系统原理, 构建了移相锁定控制系统实验装置。最后, 基于移相锁定控制实验装置, 针对移相锁定定位性能, 开展了移相锁定定位控制实验以及影响控制精度的因素分析, 实现了±3.27 nm (3σ, Λ=251 nm)的定位控制精度; 针对移相跟踪控制性能, 在移相跟踪控制精度实验分析的基础上, 利用陷阱滤波&PID控制实现了±4.17 nm(3σ, Λ=251 nm)的跟踪控制精度。
扫描干涉光刻 零差移频式相位锁定 外差利特罗光栅干涉仪 移相锁定控制 陷阱滤波 Scanning Beam Interference Lithography (SBIL) homodyne frequency-shifting phase locking heterodyne Littrow grating interferometer phase-shifting locking notch filter 
光学 精密工程
2019, 27(8): 1765
Author Affiliations
Abstract
National Engineering Research Centre for Diffraction Gratings Manufacturing and Application, Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Jilin 130033, China
To obtain a good interference fringe contrast and high fidelity, an automated beam iterative alignment is achieved in scanning beam interference lithography (SBIL). To solve the problem of alignment failure caused by a large beam angle (or position) overshoot exceeding the detector range while also speeding up the convergence, a weighted iterative algorithm using a weight parameter that is changed linearly piecewise is proposed. The changes in the beam angle and position deviation during the alignment process based on different iterative algorithms are compared by experiment and simulation. The results show that the proposed iterative algorithm can be used to suppress the beam angle (or position) overshoot, avoiding alignment failure caused by over-ranging. In addition, the convergence speed can be effectively increased. The algorithm proposed can optimize the beam alignment process in SBIL.
Piecewise linear weighted iterative algorithm beam alignment scanning beam interference lithography (SBIL) overshoot suppression convergence speed 
Photonic Sensors
2019, 9(4): 344
王康 1金玉 1,*刘昱玮 1李志祥 1[ ... ]相春平 2,**
作者单位
摘要
1 华侨大学信息科学与工程学院, 福建省光传输与变换重点实验室, 福建 厦门 361021
2 集美大学信息工程学院, 福建 厦门 361021
采用传统紫外光刻技术与激光双光束干涉光刻技术相结合的方法,以及激光双光束干涉连续两次曝光的工艺方法,制备了具有多种形貌和周期的微纳米复合结构,解决了利用传统激光干涉加工技术制备微结构的形貌和周期单一的问题。通过优化实验条件,制备出了微米条形光栅、矩形、圆形和六边形点阵与纳米光栅相结合的微纳米复合结构;在玻璃/银膜/CH3NH3PbI3结构中引入微纳米复合光栅结构,CH3NH3PbI3的吸收在可见光范围内得到明显增强,这主要归因于微米光栅的散射效应和银膜/CH3NH3PbI3界面表面等离子激元的电场增强效应的共同作用。
光栅 微纳米复合结构 紫外光刻 激光双光束干涉工艺 多形貌 多周期 
激光与光电子学进展
2019, 56(12): 120501

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