微纳光学元件

微纳光学元件

微纳光学元件制造是纳米压印最主要的应用领域之一。微纳光学元件是一类在微米至纳米尺度上精确调控光场特性的光学器件,具有体积小、集成度高、功能丰富等优势。其典型代表包括:

微纳光波导

一种在微米至纳米尺度上精确调控光场特性的光学器件,其核心原理是利用全反射效应在特定材料结构中引导光传播‌。其中表面浮雕光波导(Surface Relief Grating Waveguide, SRG)是增强现实(AR)眼镜的核心光学组件之一,被认为是未来活跃的增长点。纳米压印已经成为了表面浮雕光波导的主流制造方案,其在大面积图形化,低成本,及工艺流程简化等方面具有巨大的优势。

衍射光学元件,Diffractive Optical Element, DOE,是一种基于光波衍射理论,通过微纳加工技术在基片上刻蚀出台阶或连续浮雕结构,从而实现对光波前和光谱调制的光学元件‌。其广泛应用于激光加工、显微成像、激光雷达、结构光照明、激光显示等领域‌。

蓝宝石衬底图形化,Patterned Sapphire Substrate, PSS。该技术通过在蓝宝石衬底表面构建周期性图形结构(如圆锥形、圆柱形等),改变GaN外延层的生长模式,降低位错密度,提高光提取效率。PSS技术广泛应用于照明、显示、背光源、Mini/Micro LED等领域‌。通过纳米压印在GaN晶圆表面制作周期性图形,再通过干法刻蚀在基底上形成最终结构是目前的主要工艺路径。

超构表面,Metasurface,是一种厚度小于电磁波波长的人工材料或二维结构阵列,由亚波长尺度的人工结构单元按周期或准周期排列组成‌,能够灵活控制电磁波的相位、振幅和偏振等特性。超构透镜厚度仅为纳米至微米级别,远小于传统透镜的尺寸,可实现光学系统的平面化和轻量化‌。超构表面LCD显示可大幅降低背光能耗,大幅提升分辨率,提高刷新率,并实现超广视场角。超构表面技术是目前最活跃的微纳光学前沿研究领域之一。

同目前业内主流的软膜压印技术相比,普雨科技提供的喷墨步进式纳米压印方案省去了匀胶、烘膜等步骤,简化了工艺流程。该技术采用无溶剂低粘度胶水,容易实现薄而均匀的残胶厚度,并大幅减少了压印胶的消耗。采用硬板压印配合高对准精度的方式,省去了拼版的步骤,并大幅提高了模板使用寿命。

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