a, In questo esempio di imaging, B(x, y) è il raggio gaussiano, E(x, y) è la dose di esposizione campionata dalla struttura. Il modello aereo I(x, y) convolte B(x, y) ed E(x, y). Infine, l'effetto resist è descritto dalla funzione sigmoide differenziabile e il pattern di simulazione D(x, y) è approssimato dal Sigmoid (I(x, y)). b-c) Illustrazione schematica del profilo AMLA b, prima e (c) dopo OPC, dove le linee nere, rosse e blu rappresentano rispettivamente il profilo target, il profilo di simulazione e il profilo sperimentale dell'AMLA. Crediti:Shiyi Luan, Fei Peng, Guoxing Zheng, Chengqun Gui, Yi Song e Sheng Liu
In quanto struttura composta da array bidimensionali di lenti in microscala, il micro-lens array (MLA) ha attirato l'attenzione sia del mondo accademico che dell'industria grazie alle sue proprietà ottiche distintive e alle sue ampie applicazioni. Di recente, l'MLA è gradualmente entrato in diversi campi di applicazione, come il rilevamento del fronte d'onda, la visualizzazione di realtà virtuale/realtà aumentata, la modellazione del raggio, l'imaging con angolo di visione micro/grandangolare, telecamera a campo luminoso, comunicazione ottica e molte altre applicazioni emergenti.
Tuttavia, con i tradizionali approcci di fabbricazione MLA, come il riflusso a caldo, il getto d'inchiostro e l'autoassemblaggio, è difficile fabbricare direttamente l'array di micro-lenti asferici (AMLA) con la disposizione e il profilo desiderati, che determina le prestazioni ottiche dell'AMLA. Nel frattempo, gli inconvenienti, come i detriti indotti dalla scrittura dall'alto verso il basso, le difficoltà nel controllo della topografia e la complessità del processo, ostacolano la commercializzazione su larga scala di questi metodi.
In un nuovo articolo pubblicato su Light:Advanced Manufacturing , un team di scienziati, guidato dal professor Chengqun Gui dello State Key Laboratory of Advanced Lithography, The Institute of Technological Sciences, Wuhan University, Wuhan, e colleghi hanno dimostrato la fabbricazione e la caratterizzazione dell'AMLA tramite l'esposizione a raggio singolo DLWL, che può soddisfare l'elevata esigenza di prestazioni ottiche.
Per controllare il profilo, nel nostro studio è stato impiegato un metodo di ottimizzazione per ridurre la deviazione del profilo AMLA da quella desiderata. Sono state utilizzate sorgenti di luce parallela e diffusa per testare le diverse prestazioni ottiche dell'AMLA e i risultati si sposano abbastanza bene con il nostro design. Grazie all'elevata flessibilità del nostro approccio, con la fotolitografia one-step è anche possibile fabbricare facilmente AMLA con diversi fattori di riempimento e un AMLA fuori asse. Infine, è stato preparato un display autostereoscopico con film sottile flessibile utilizzando la tecnologia di cui sopra, che mostra un nuovo modo di fornire un display olografico flessibile a basso costo.
a, Diagramma schematico di un MLA fuori asse. b, topografia tridimensionale di un MLA fuori asse fabbricato. c, Matrici di punti focalizzati catturati sperimentalmente con la lunghezza d'onda operativa di 635 nm. d, MLA fuori asse caratterizzato tramite SEM. e-f, foto SEM in viste parziali degli MLA con fattori di riempimento del 90,7% e 100%. Crediti:Shiyi Luan, Fei Peng, Guoxing Zheng, Chengqun Gui, Yi Song e Sheng Liu
Rispetto ai tradizionali metodi di fabbricazione MLA, questa tecnologia avanzata di fotolitografia è l'elevata flessibilità nella progettazione, che può migliorare significativamente le prestazioni di molti dispositivi funzionali basati su MLA. Questi scienziati riassumono i vantaggi e le prospettive applicative di questa tecnologia avanzata di fotolitografia:
"Mostriamo la LRD con dimensioni di 30 × 30 mm 2 può essere fabbricato entro 8 h 36 min, corrispondenti a una scrittura ad alta velocità superiore a 100 mm 2 /h. Infatti, possiamo fabbricare MLA con un'area maggiore di 500×500 mm 2 .Nel frattempo, il profilo dell'AMLA fabbricato è stato ottimizzato con successo tramite una correzione ottica di prossimità tridimensionale (deviazione relativa del profilo fino allo 0,28%) e la rugosità superficiale era in media inferiore a 6 nm."
"Ha molte prospettive applicative, come il modellatore del raggio laser e il sensore del fronte d'onda. Ad esempio, per realizzare un modellatore del raggio a forma libera, le microlenti all'interno di un MLA dovrebbero essere allineate in modo irregolare (cioè, gli array di spot focalizzati sono distribuiti casualmente) , che richiede una complessa maschera in scala di grigi per altri approcci. Utilizzando la tecnologia della litografia a scrittura diretta laser con un elevato grado di libertà di produzione, possiamo fabbricare direttamente un MLA fuori asse per generare array di spot irregolari senza la necessità di una complessa maschera in scala di grigi", hanno aggiunto.
"Il metodo di fabbricazione dell'AMLA proposto basato sulla litografia a scrittura laser diretta può non solo ridurre la difficoltà di preparare MLA a morfologia complessa, ma anche essere molto adatto per la produzione industriale. Ciò può ridurre notevolmente i costi di preparazione di dispositivi composti da micro-lenti, come come endoscopi, rivelatori a infrarossi, display olografici, accoppiatori ottici, ecc. Pertanto, avrebbe un grande impatto sul trattamento medico, il salvataggio, la comunicazione ottica, l'esercito e molti altri campi correlati", hanno affermato gli scienziati. + Esplora ulteriormente
