超表面制造新进展
智能手机上突出的后置摄像头何时会被淘汰?超表面的实现完全忽略了光的特性，有望将相机镜头的厚度减少到传统镜头的万分之一。然而，尽管取得了这些进展，但由于生产成本高和工艺复杂，挑战仍然存在。最近的研究揭示了一种可提高制造效率的水溶性“模具”。
由浦项工业大学机械工程和化学工程系的Junsuk Rho教授和Joohoon Kim教授以及高丽大学材料科学与工程系的Heon Lee教授组成的研究小组开发了一种水溶性模具。
通过其成功的应用，他们成功地创建了一个完美的高分辨率和高纵横比的超表面。这些发现已发表在《Photon X》上。
有两种主要技术用于生产超表面。
1.电子束光刻涉及使用电子束来绘制图案，但成本昂贵且制造缓慢。相比之下，纳米压印光刻使用雕刻模具来压印所需的结构，使其成为一种更经济、更快速的方法。
这种方法有其自身的挑战，特别是在与模具分离期间损坏结构的风险。结构越大，损坏的可能性就越大，这对于实现必要的高分辨率和高纵横比至关重要。
为了解决这些限制，研究团队设计了一种水溶性纳米压印模具。他们使用了一种将模具溶解在水中的技术，而不是将结构与模具物理分离，从而消除了损坏结构的风险。水溶性模具由聚乙烯醇 (PVA) 制成，这是一种易溶于水的柔性材料。
2.此外，研究团队利用水溶性模具进行实验，成功制备出1厘米大小的超透镜。超透镜具有高分辨率和 10:1 的高纵横比，使其能够转录小于 100 纳米的结构。值得注意的是，该模具在可见光范围内保持了其功能。这种新方法提供了一种经济且快速的纳米压印工艺，能够实现高分辨率和高纵横比的结果。
领导这项研究的Junsuk Rho教授解释道：“这项研究代表了通过使用水溶性模具进行纳米压印实现高分辨率和高深宽比的成就。我希望这种方法能够与大面积模具制造相结合基于深紫外光刻的技术不仅可以批量生产透镜，还可以批量生产各种超表面。这一研究进展将为经济且快速制造超表面铺平道路。”
延伸阅读：
什么是超表面技术?超表面是一种具有特殊光学性质的人造结构，可用于制备各种光学器件和系统。然而，超表面的制造成本较高，限制了其在实际应用中的推广。
1.最近，俄罗斯国立研究大学莫斯科电子技术学院的研究人员开发了一种新技术，利用激光脉冲代替光刻来制造信息显示设备的组件，有望加速下一代显示器和各种光学器件的超表面的生产系统成本。
2.传统的超表面制造方法主要采用光刻技术，即将超表面图案转移到基板上，然后通过化学刻蚀等方法去除不需要的部分，最终获得所需的超表面结构。然而，光刻技术的制造过程繁琐、费时、成本高，限制了其在大规模生产中的应用。
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