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威武的兔子 2026-08-12 14:45

Meta-surface Lens(超表面透镜)

利用玻璃光刻掩模制作了Ni电铸型,并采用特有的的树脂材料制备了图案介质(技术基于纳米压印工艺 ),使用半导体工艺进行制造图案。 R2[ }  
技术溯源 n<sA?T  
超表面透镜核心是在基底上制备亚波长微纳介质结构,实现对光波相位、偏振调控。直接半导体光刻刻蚀制备超表面,设备成本高、晶圆产出效率受限。Ni 电铸模具 + 纳米压印方案,通过母版‑镍模具‑树脂复制的工艺链路,解决超表面透镜大批量、低成本制造难题,兼顾微纳图案精度与量产能力。 '8Lc}-M4  
现状痛点 *WXqN!:  
  1. 直接光刻刻蚀:每片基板都要完成光刻、刻蚀,设备投入大,单片加工周期长,不适合大规模量产;
  2. 微纳亚波长结构图形精度要求极高,模具形貌缺陷会直接转移到透镜,影响光学成像性能;
  3. 介质层树脂材料需要同时满足高折射率、红外透过、低收缩、耐温、力学硬度多项指标,普通光学树脂无法兼顾;
  4. 模具寿命、脱模性能直接决定良率,镍模表面处理、压印工艺参数对成品良率影响大。
技术路线 nHF  
核心链路:玻璃光刻掩模 → 母版制备 → Ni 电铸模具 → 纳米压印特种树脂复制图案 [6Nzz]yy  
  1. 母版制备:使用玻璃光刻掩模,在硅 / 石英基底上通过半导体光刻工艺,曝光显影得到原始微纳图案母版;
  2. Ni 电铸成型:对母版做导电化处理,采用电铸工艺沉积金属镍,剥离后得到负型 Ni 金属模具;镍模具备高硬度、高平整度,可反复用于压印复制;
  3. 纳米压印图案复制:采用专属特种树脂材料,将 Ni 电铸模具压入液态树脂,UV 紫外光固化,脱模后,树脂层复刻出完整的亚波长介质图案;
  4. 后处理:固化树脂介质图案层与基底结合,完成超表面透镜芯片制备。
说明:整套流程源头来自半导体光刻定义原始图形,依靠 Ni 电铸模具 + 纳米压印实现图形大规模复制,不必每一片都做高价光刻。 ?x =Sm|Ej  
核心优势 ^TY8,qDA  
  1. 可大批量晶圆级复制:一套 Ni 电铸模具可以压印大量透镜器件,规避逐片光刻的高成本,适合批量生产;
  2. 图形保真度高:从光刻母版到镍模再到树脂压印复制,亚波长微纳结构形貌转移精度高,保障超表面光学性能;
  3. 材料方案灵活:特种功能树脂可调配折射率,适配红外、可见光等不同工作波段,可用于夜视 Meta 镜头;
  4. 器件轻薄:树脂介质层厚度薄,最终得到平面超表面透镜,整体器件扁平化,利于小型化光电系统集成。
工艺短板 =}4lx^`oeT  
  1. Ni 电铸母版制作前期开发成本高,适合中大批量;小批量样品不占优势;
  2. UV 树脂存在固化收缩,会带来微小图形畸变,需要材料与工艺补偿;
  3. 镍模具存在磨损,需要做表面抗粘镀层,管控模具使用寿命;
  4. 树脂材料军用环境需要做高低温、湿热、盐雾可靠性验证。
应用场景 mc5$-}1V,  
  1. 军用红外夜视超表面透镜(IR 夜视照相机);
  2. AR/MR 衍射光学、平面光学器件;
  3. 微型成像、WLO 晶圆级光学镜片;
  4. 多光谱侦察小型光电载荷。
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未来展望 0 :1ldU 4  
  1. 优化 Ni 电铸工艺,降低母版缺陷,提升模具寿命;
  2. 开发更高折射率、红外高透过特种压印树脂,适配军用红外波段;
  3. 压印‑封装一体化工艺,实现超表面透镜与探测器共贴装;
  4. 完善军规可靠性工艺验证,推进树脂基超表面透镜军工装备落地。
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