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

Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность

3D-печать меняет правила игры: она дает б...

Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом

Физики научились управлять светом в кроше...

Тараканы-киборги — спасатели ближайшего будущего
Тараканы-киборги — спасатели ближайшего будущего

От зон стихийных бедствий до экстрем...

Томские ученые раскрыли секреты молекулярных взаимодействий
Томские ученые раскрыли секреты молекулярных взаимодействий

Ученые из Томского политехнического униве...

100 миллионов за молекулярный прорыв: в Уфе запустили супер-спектрометр
100 миллионов за молекулярный прорыв: в Уфе запустили супер-спектрометр

В Уфимском федеральном исследовательском центр...

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...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям

Новости компаний, релизы

Более 200 нижегородцев посетили научные кинопоказы честь Дня российской науки
Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
На Фестивале «Москва — Точка старта» победили проекты из МИФИ
Молодых и заслуженных ученых наградили в Хабаровске
Три представительницы Республики Татарстан стали победителями Всероссийского конкурса Знание.Лектор