伊利諾伊大學(xué)香檳分校的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種簡(jiǎn)單的方法，用來制造超薄光學(xué)平板。新方法利用簡(jiǎn)單的腐蝕，而無需使用酸或危險(xiǎn)的化學(xué)蝕刻劑。
　　“我們使用極大地簡(jiǎn)化了的設(shè)計(jì)迭代步驟的方法，讓我們自己動(dòng)手制作光學(xué)器件成為現(xiàn)實(shí)，”基馬尼·圖森特解釋說道，他是機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)的副教授，這項(xiàng)發(fā)表在本周《自然通訊》Nature Communications雜志上的研究就是在他的帶領(lǐng)下完成的。 “這種過程結(jié)合納米結(jié)構(gòu)的模板，可用于創(chuàng)建許多不同類型的光學(xué)部件，而在每次制作新的光學(xué)部件時(shí)無需進(jìn)入一個(gè)潔凈室制作新的模板。
　　“近年來，由于在科技創(chuàng)新和社會(huì)廣泛的基礎(chǔ)科學(xué)和工程興趣的推動(dòng)促進(jìn)下，幫助了自己動(dòng)手組建開發(fā)(DIY)的加快發(fā)展，尤其是低成本的微控制器板，”杜桑提到。 “簡(jiǎn)化和減少基本的設(shè)計(jì)和制造的步驟是DIY的主要吸引力，但通常是以質(zhì)量為代價(jià)的。我們提出等離子體輔助的蝕刻作為一種擴(kuò)展DIY的主題延伸到光學(xué)上的方法，而只用有適度的質(zhì)量折損，具體地講，這將會(huì)實(shí)現(xiàn)平面的光學(xué)部件的桌面式制造?！?/div>
可實(shí)現(xiàn)光學(xué)器件桌面生產(chǎn)的新型納米技術(shù)
　　“我們的方法是通過簡(jiǎn)單的改變表面的方法，以及金屬納米天線的電場(chǎng)增強(qiáng)的性能，使用衍射光學(xué)元件的進(jìn)行直觀的設(shè)計(jì)，這是典型的表面元的搭積木方式，”陳浩說，他之前是圖森特實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員和并且是論文的第一作者，“針對(duì)自己動(dòng)手開發(fā)的平面光學(xué)部件，用等離子進(jìn)行輔助蝕刻?！?/div>
　　根據(jù)陳浩的觀點(diǎn)，利用激光掃描模板，一個(gè)有金支柱支持的領(lǐng)結(jié)型納米天線2D陣列(具有80×80平方微米的區(qū)域)，這部分被浸沒在水中，在顯微鏡下進(jìn)行觀察。光與物質(zhì)進(jìn)行相互作用，通過納米天線進(jìn)行增強(qiáng)，產(chǎn)生強(qiáng)烈的熱效應(yīng)。
　　其結(jié)果是，該納米天線的金層與玻璃基板將經(jīng)歷熱膨脹對(duì)抗其粘合。利用一定量的光功率，熱膨脹提供的力可以使金層脫離基底，從而達(dá)到蝕刻金屬的目的。
　　“總體而言，在潔凈室的工作量將會(huì)大大減少，”陳浩表示?！耙坏┠０鍦?zhǔn)備就緒，它像紙，利用傳統(tǒng)的激光掃描光學(xué)顯微鏡，你可以在'畫布'上'畫'出你需要使用的光學(xué)元件?！?/div>
　　這項(xiàng)研究演示了各種超薄材料的制作(其特征尺寸小于光波長(zhǎng))，以及在同一模板的平面光學(xué)部件的制造。由研究人員制造的特定的光學(xué)元件包括一個(gè)焦距約為150微米的平面聚焦透鏡(也被稱為菲涅耳帶片)，一個(gè)衍射光柵和一個(gè)全息轉(zhuǎn)換器，可以給標(biāo)準(zhǔn)光束賦予角動(dòng)量。
　　據(jù)研究人員介紹，這種平面光學(xué)腐蝕的方法和專門的模板，也可以用于粒子的優(yōu)先捕獲和排序，以創(chuàng)建所謂的“沒有圍墻”的光流體通道。
　　圖森特指導(dǎo)著這個(gè)伊利諾伊大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)系的探針實(shí)驗(yàn)室。除了圖森特和陳浩，研究的共同作者還包括研究生丁青，前研究生阿卜杜勒和伊利諾伊大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程的教授哈雷·約翰遜。