基于复用单腔双梳激光器的闭环高精度双光子光刻技术

《Nature Communications》：Closed-loop high-precision two-photon lithography based on a multiplexed single-cavity dual-comb laser

　　

摘要

双光子光刻技术能够制造出分辨率为100纳米的三维结构；然而，其工业应用受到可重复性差以及需要复杂手动调节过程的限制。虽然诸如扫描电子显微镜之类的后制造测量方法可以表征最终的结构形态，但无法防止制造过程中的错误。在这里，我们展示了一种由单腔双梳激光器驱动的双光子光刻平台，该平台通过实时校正解决了这一限制。在制造过程中，一个激光梳在经过频率转换后执行双光子打印，而双梳系统则以360赫兹的频率在整个工作区域内同时进行原位相位测量。通过将相位数据输入到动态模型中，该平台能够自动调整打印参数以修正高度误差。我们通过连续14小时的制造过程证明了这一能力，成功制造出了不同毫米级衍射光学元件，其绝对误差小于100纳米。所获得的器件具有优异的信噪比、工艺重复性和聚焦质量。这种闭环双梳平台为高精度、高产量的纳米制造提供了一种经济高效且可扩展的解决方案。