激光器已被廣泛應用于工業,例如在高性價比的制造系統中用作可靠的能源,進行標記、鉆孔、淬火和表面處理。目前的工業發展要求將設備的形體尺寸降低達到亞微米甚至納米級。作為一種無掩膜和非接觸工藝,激光納米加工具有設置靈活以及能夠在空氣、真空或液體環境中操作的獨特優點,因此成為更廣泛應用的一種最具吸引力的加工或制造工具。
目前已經開發一些新技術來加工功能性納米結構。工業應用的關鍵問題是在大規模生產中如何在短時間內產生大面積的納米結構。本文介紹了潛在大規模生產的一些多功能激光納米加工方法,另外還簡要討論了滿足亞20 nm分辨率的激光納米加工進一步發展的前景。
微球體陣列輔助激光納米加工
激光納米加工的關鍵挑戰是如何將空氣中的紫外線或可見激光光束聚焦到亞100nm,從而克服光學衍射限制。我們的研究顯示,自排列或大面積旋轉涂抹形成的透明微球體陣列能夠將入射激光光束分離為成千上百萬的微小光束,還能用作透鏡,聚焦這些微小光束以開展表面納米制圖。