Создан новый подход для разработки новых оптических устройств для биомедицины

Интегрированные сети распределения, обработки и зондирования оптических сигналов требуют миниатюризации основных оптических элементов, таких как волноводы, разветвители, решетки и оптические переключатели. Для достижения этой цели необходимы подходы к изготовлению, позволяющие производить изделия с высоким разрешением.

Особенно сложны в изготовлении такие изогнутые элементы, как изгибы и кольцевые резонаторы, поскольку они требуют еще более высокого разрешения и меньшей шероховатости боковых стенок. Кроме того, необходимы технологии изготовления с точным контролем абсолютных размеров структуры.

Для изготовления субволновых структур с высоким разрешением было разработано несколько технологий, таких как прямая лазерная запись, многофотонная литография, электронно-лучевая литография, ионно-лучевая литография и литография домино. Однако эти технологии являются дорогостоящими, сложными и требуют много времени. Наноимпринтная литография — это новая технология тиражирования, хорошо подходящая для эффективного производства с высоким разрешением. Однако она требует высококачественных мастер-штампов, которые обычно изготавливаются с помощью электронно-лучевой литографии.

В новой работе, опубликованной в журнале Light: Advanced Manufacturing, ученые доктор-инженер Лей Чжэн и др. из Лейбницкого университета Ганновера разработали недорогую и удобную технологию изготовления, названную проекционной фотолитографией (MPP) на основе УФ-светодиодов, для быстрого изготовления оптических элементов с высоким разрешением в течение нескольких секунд. Этот подход позволяет переносить шаблоны структур на фотомаске на подложку с фоторезистивным покрытием под ультрафиолетовым освещением.

Система MPP основана на стандартных оптических и оптомеханических элементах. Вместо ртутной лампы или лазера в качестве источника света используется очень дешевый УФ-светодиод с длиной волны 365 нм.

Исследователи разработали предшествующий процесс получения хромовой маски со структурным рисунком, необходимой для MPP. Он включает в себя разработку структуры, печать на прозрачной фольге и перенос рисунка на хромовую фотомаску. Для подготовки фотомасок они также создали литографическую установку. Напечатанные на прозрачной фольге рисунки структуры могут быть перенесены на хромовую фотомаску с помощью этой установки и последующего процесса мокрого травления.

Система MPP позволяет изготавливать оптические элементы высокого разрешения с размерами элементов до 85 нм. Это сопоставимо с разрешением гораздо более дорогих и сложных методов изготовления, таких как многофотонная и электронно-лучевая литография. MPP может быть использован для изготовления микрофлюидных устройств, биосенсоров и других оптических приборов.

Разработанный исследователями подход к изготовлению является значительным достижением в области литографии для быстрого структурирования оптических элементов с высоким разрешением. Он особенно хорошо подходит для приложений, где важно быстрое создание прототипов и недорогое производство. Например, он может быть использован для разработки новых оптических устройств для биомедицинских исследований или для создания прототипов новых MEMS-устройств для бытовой электроники.

05.01.2024


Подписаться в Telegram



Хайтек

От идеи до Росатома: история успеха проекта RSP
От идеи до Росатома: история успеха проекта RSP

В НИЯУ МИФИ создали онлайн-сервис —...

CARMA II — автономный робот, который делает ядерные объекты безопаснее
CARMA II — автономный робот, который делает ядерные объекты безопаснее

Передовая роботизированная система CARMA II ус...

Нейросети будущего: поляритоны в СПбГУ бьют рекорды точности
Нейросети будущего: поляритоны в СПбГУ бьют рекорды точности

Ученые из Санкт-Петербургского государств...

MIT учит дронов избегать столкновений: новый метод GCBF+
MIT учит дронов избегать столкновений: новый метод GCBF+

Инженеры из MIT придумали, как сдела...

Фокус на будущее: киноформные линзы меняют правила игры
Фокус на будущее: киноформные линзы меняют правила игры

Сотрудники лаборатории 3D-печати функциональны...

Российский минерал совершил революцию в мире двумерных материалов
Российский минерал совершил революцию в мире двумерных материалов

Ученые Томского политехнического университета ...

Свет из земли: как глина превратилась в дисплей
Свет из земли: как глина превратилась в дисплей

Мир дисплеев скоро изменится благодаря новым м...

В МИФИ создан радиоизотопный прибор для отечественной металлургии
В МИФИ создан радиоизотопный прибор для отечественной металлургии

В Национальном исследовательском ядерном униве...

Преодоление физических барьеров: на пути к новым квантовым технологиям
Преодоление физических барьеров: на пути к новым квантовым технологиям

Комментирует профессор Майя Вергниори, которая...

Впервые в России: в Катайске начали выпуск уникальных насосов
Впервые в России: в Катайске начали выпуск уникальных насосов

Катайский насосный завод, который находится в&...

Ученые ТПУ продемонстрировали, как у капель появляются «пальцы»
Ученые ТПУ продемонстрировали, как у капель появляются «пальцы»

Исследователи из Томского политехническог...

Science Advances: Ученые сумели подключить электроды к клеткам
Science Advances: Ученые сумели подключить электроды к клеткам

Исследователям из Университета Линчепинга...

Small Methods: Сублимация кристаллов диарилэтена — контроль над формой
Small Methods: Сублимация кристаллов диарилэтена — контроль над формой

Фотомеханические материалы из фотохромных...

Квантовые датчики обеспечат технологическую революцию к 2045 году
Квантовые датчики обеспечат технологическую революцию к 2045 году

Квантовые датчики находятся в авангарде т...

Стало известно, зачем ЕС инвестирует 24 млн евро в полупроводники
Стало известно, зачем ЕС инвестирует 24 млн евро в полупроводники

Европейский союз предпринимает решительные шаг...

В МИФИ создали интеллектуальную систему контроля работы 3D-принтеров
В МИФИ создали интеллектуальную систему контроля работы 3D-принтеров

Сотрудники Снежинского физико-технического инс...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

От лаборатории к реальности: как кристаллы времени заряжают мир
От лаборатории к реальности: как кристаллы времени заряжают мир
Ферменты против похмелья: как новый сенсор изменит медицину и не только
Ферменты против похмелья: как новый сенсор изменит медицину и не только
Сок под микроскопом: ученые научились ловить опасный гербицид за 20 минут
Сок под микроскопом: ученые научились ловить опасный гербицид за 20 минут
Молодые ученые против COVID-19 и хронических ран: как открытия изменят медицину
Молодые ученые против COVID-19 и хронических ран: как открытия изменят медицину
От Nokia к микросхемам: как Тампере снова сделает Финляндию великой
От Nokia к микросхемам: как Тампере снова сделает Финляндию великой
Энергия будущего: низкотемпературная плазма и ее невероятные возможности
Энергия будущего: низкотемпературная плазма и ее невероятные возможности
Питомниковый кашель больше не проблема: появились быстрые тесты для собак
Питомниковый кашель больше не проблема: появились быстрые тесты для собак
10 секунд до чистоты: история устройства, которое изменило дезинфекцию
10 секунд до чистоты: история устройства, которое изменило дезинфекцию
Сорняк-разрушитель или лекарство будущего: ученые открыли секрет рейнутрии
Сорняк-разрушитель или лекарство будущего: ученые открыли секрет рейнутрии
CARMA II — автономный робот, который делает ядерные объекты безопаснее
CARMA II — автономный робот, который делает ядерные объекты безопаснее
От идеи до Росатома: история успеха проекта RSP
От идеи до Росатома: история успеха проекта RSP
Витамины для коров и быки весом в тонну: прорыв от СПбГУВМ
Витамины для коров и быки весом в тонну: прорыв от СПбГУВМ
Ибогаин 2.0: ученые создают новое поколение лекарств от депрессии и зависимости
Ибогаин 2.0: ученые создают новое поколение лекарств от депрессии и зависимости
Ученые выяснили, что больше влияет на цену на жилье — вид из окна или площадь
Ученые выяснили, что больше влияет на цену на жилье — вид из окна или площадь
Небо в опасности: космический мусор угрожает авиации
Небо в опасности: космический мусор угрожает авиации

Новости компаний, релизы

Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
Три представительницы Республики Татарстан стали победителями Всероссийского конкурса Знание.Лектор
Калужан приглашают к участию в XIII сезоне Международного инженерного чемпионата CASE-IN
В Калуге обсудили меры поддержки молодых учёных региона
Молодых и заслуженных ученых наградили в Хабаровске