浙江大学实现纳米级超分辨率激光直写技术，突破VR/AR光学器件制造瓶颈
这项DLW技术的一个重要应用是打印用于虚拟现实或增强现实显示器的光波导器件
（映维网Nweon 2025年03月04日）浙江大学研究人员首次使用高速激光直写在玻璃基板创建了间距仅为100纳米的线条。优化后的打印方法可以实现微透镜、光子晶体、微光学器件、超材料等的超分辨率3D直接激光写入（DLW）。
团队强调，这项DLW技术的一个重要应用是打印用于虚拟现实或增强现实显示器的光波导器件。
DLW主要使用对焦激光束来选择性地固化或聚合纳米级精度的材料。DLW通常利用多光子聚合以精确的3D方式聚合材料。
浙江大学的研究人员表示：“增加分辨率——两个相邻特征之间的最小距离——十分困难，因为强激光会在DLW期间在附近区域造成不必要的暴露。然而，通过使用独特的双光束光学装置和特殊的光刻胶，我们能够克服这一挑战，并实现超分辨率DLW。”
实验表明，他们能够在100 μ m/s的打印速度下可以实现破纪录的100 nm横向分辨率。当使用更快的1000 μm/s写入速度时，则可以实现120 nm的横向分辨率。
团队强调：“我们DLW技术的一个令人兴奋的应用是打印用于虚拟现实或增强现实显示器的具有精确的高分辨率结构的光波导器件。这种快速、高精度的方法允许快速制造复杂的光学元件，而这对下一代沉浸式技术的性能至关重要。”
在这项研究中，研究人员使用多光子DLW和具有外周光抑制的DLW进行了实验。他们开发了一种由PETA和双BTPOS组成的光刻胶系统。其中，BTPOS作为一种自由基猝灭剂，有助于减少使用DLW打印高分辨率线条图案时可能发生的交联。
光学装置包括525 nm飞秒激光器作为激发光源，532 nm皮秒激光器用于抑制。飞秒激光器通过皮秒延迟单元触发皮秒激光器，而由于两束光路的差异，皮秒延迟单元引入了2700 ps的延迟。抑制束防止不必要的聚合，并确保以高分辨率和精度形成所需的图案。
团队补充道：“为了实现高分辨率，我们同时使用了空间光调制器来调制激发和抑制光，并在空间光调制器应用泽尼克多项式来校正波前像差。另外，我们必须确保整个系统非常稳定，并考虑激光聚焦对准、激光功率波动、光学系统漂移、以及源于激发和抑制光束的记忆效应。”
研究人员进行了多项实验，并证明了所述DLW方法的速度和分辨率。
研究人员目前正致力于进一步提高写入速度，目标是在保持高写入质量和分辨率的同时达到10和100毫米/秒的速度。同时，他们希望改进光刻胶系统，使DLW技术更加稳定和实用。
