浙江大学的研究团队在激光直写技术领域取得了重大突破,他们首次成功地在玻璃基板上使用高速激光直写技术创建了间距仅为 100 纳米的线条。这一技术的优化版本能够实现微透镜、光子晶体、微光学器件以及超材料等复杂结构的超分辨率 3D 直接激光写入(DLW)。

DLW 技术主要通过聚焦激光束来选择性地固化或聚合材料,达到纳米级的精度。然而,提高分辨率一直是一个巨大的挑战,因为强烈的激光在 DLW 过程中往往会在附近区域造成不必要的暴露。为了克服这一难题,浙江大学的研究团队采用了独特的双光束光学装置和特殊的光刻胶。
实验结果显示,该团队在 100 微米/秒的打印速度下实现了破纪录的 100 纳米横向分辨率。当打印速度提升至 1000 微米/秒时,仍能保持 120 纳米的横向分辨率。这一成果标志着 DLW 技术在速度和分辨率上取得了重大进展。
团队强调,这项技术的一个重要应用是打印用于虚拟现实(VR)或增强现实(AR)显示器的光波导器件。这些光波导器件需要精确的高分辨率结构,而浙江大学的研究团队所开发的快速、高精度 DLW 技术正是实现这一目标的关键。

为了实现超分辨率 DLW,研究团队还开发了一种由 PETA 和双 BTPOS 组成的光刻胶系统。其中,BTPOS 作为自由基猝灭剂,有助于减少在打印高分辨率线条图案时可能发生的交联。此外,他们还使用了 525 纳米飞秒激光器和 532 纳米皮秒激光器组成的双光束光学装置,通过精确控制两束光的延迟和调制,实现了对激发和抑制光的精确控制,从而避免了不必要的聚合。
研究团队还表示,他们正在致力于进一步提高写入速度,并改进光刻胶系统,以使 DLW 技术更加稳定和实用。