南科大在激光超分辨率纳米制造领域取得系列进展

近日，南方科技大学机械与能源工程系助理教授徐少林团队围绕“激光超分辨率纳米制造”主题，在Nature Communications, Advanced Optical Materials, Laser & Photonics Reviews, Nano Letters, ACS Applied Materials & Interfaces等激光微纳米制造领域高水平期刊上发表系列论文，内容涉及激光亚波长图案化纳米制造、激光诱导周期性纳米光栅制造、线形脉冲激光跨大尺度微纳复合制造、耐久性纳米锥的激光掺杂增强等离子体刻蚀制造等。

在激光亚波长图案化纳米制造方面，大面积无拼接超衍射极限图案化纳米制造在半导体及光学微纳器件等领域具有至关重要的作用，开发低成本、高效率制备技术及配套设备对于上述领域的高质量发展具有极其重要的意义。

研究人员利用准二元相位掩模对光束进行偏振过滤，结合偏振与相位优化，得到了具有亚波长图案化波前的超快激光脉冲，使用快速扫描形成脉冲分离进行周期性改性/烧蚀，在大气环境下实现了晶圆级表面图形化微纳结构的均匀高效制造。制备的图案化结构在设计上高度自由可控，且具有亚波长图形分辨率（520 nm波长实现了300 nm的图形分辨率），无拼接现象。研究人员设计并加工了超表面吸收器器件，在中红外波段（3-7微米）实现了高达98%的单峰和双峰吸收率。上述开发的高效激光亚波长图案化加工方法具有普适性，且能够适用于任意薄膜材料的图案化加工。相关研究结果以“Sub-wavelength patterned pulse laser lithography for efficient fabrication of large-areametasurfaces”为题，发表在Nature Communications上，以“Large-Scale Laser Nanopatterning of Multiband Tunable Mid-Infrared Metasurface Absorber”为题，发表在Advanced Optical Materials上。

图1. 新型亚波长图案化整形脉冲激光光刻技术