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

В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом

С помощью большой языковой модели инженеры Мас...

Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах

Исследовательская группа, работающая в UN...

Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий

Когда речь заходит о сверхпроводящих куби...

Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов
Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов

Исследователи из Калифорнийского универси...

PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути
PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути

Исследователи из Принстона применили спле...

Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ
Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ

Ученые из Томского политехнического униве...

Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света
Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света

В основе глобальной интернет-связи лежит оптич...

Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения
Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения

Мемристорные устройства представляют собой кат...

Frontiers of Optoelectronics: Прогресс в области двумерных полупроводников
Frontiers of Optoelectronics: Прогресс в области двумерных полупроводников

Замещающее легирование чужеродными элементами ...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
ACS Nano: Зубы нутрий и бобров помогут ученым вывести формулу совершенной эмали
ACS Nano: Зубы нутрий и бобров помогут ученым вывести формулу совершенной эмали
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем
Molecular Psychiatry: Выяснилось, как изменение экспрессии генов вызывает аутизм
Molecular Psychiatry: Выяснилось, как изменение экспрессии генов вызывает аутизм
NatComm: Машинное обучение поможет создать вертикально-осевые ветряные турбины
NatComm: Машинное обучение поможет создать вертикально-осевые ветряные турбины
Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо
Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса