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
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
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
Molecular Psychiatry: Выяснилось, как изменение экспрессии генов вызывает аутизм
Molecular Psychiatry: Выяснилось, как изменение экспрессии генов вызывает аутизм
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
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
В двумерных сверхпроводниках открыта незаметная квантовая критическая точка
В двумерных сверхпроводниках открыта незаметная квантовая критическая точка
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
NREE: Виноградари всего мира бьют тревогу из-за изменения климата
NREE: Виноградари всего мира бьют тревогу из-за изменения климата

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