[分享]Meta-surface Lens（超表面透镜） [复制链接]

利用玻璃光刻掩模制作了Ni电铸型，并采用特有的的树脂材料制备了图案介质（技术基于纳米压印工艺 ），使用半导体工艺进行制造图案。 "P@ SR`v#  
技术溯源 g.di3GGi  
超表面透镜核心是在基底上制备亚波长微纳介质结构，实现对光波相位、偏振调控。直接半导体光刻刻蚀制备超表面，设备成本高、晶圆产出效率受限。Ni 电铸模具 + 纳米压印方案，通过母版‑镍模具‑树脂复制的工艺链路，解决超表面透镜大批量、低成本制造难题，兼顾微纳图案精度与量产能力。 _V1:'T8  
现状痛点 PKntz7  

1. 直接光刻刻蚀：每片基板都要完成光刻、刻蚀，设备投入大，单片加工周期长，不适合大规模量产；
2. 微纳亚波长结构图形精度要求极高，模具形貌缺陷会直接转移到透镜，影响光学成像性能；
3. 介质层树脂材料需要同时满足高折射率、红外透过、低收缩、耐温、力学硬度多项指标，普通光学树脂无法兼顾；
4. 模具寿命、脱模性能直接决定良率，镍模表面处理、压印工艺参数对成品良率影响大。

技术路线 Rvu5#_P  
核心链路：玻璃光刻掩模 → 母版制备 → Ni 电铸模具 → 纳米压印特种树脂复制图案 _*?qOmf=
 

1. 母版制备：使用玻璃光刻掩模，在硅 / 石英基底上通过半导体光刻工艺，曝光显影得到原始微纳图案母版；
2. Ni 电铸成型：对母版做导电化处理，采用电铸工艺沉积金属镍，剥离后得到负型 Ni 金属模具；镍模具备高硬度、高平整度，可反复用于压印复制；
3. 纳米压印图案复制：采用专属特种树脂材料，将 Ni 电铸模具压入液态树脂，UV 紫外光固化，脱模后，树脂层复刻出完整的亚波长介质图案；
4. 后处理：固化树脂介质图案层与基底结合，完成超表面透镜芯片制备。

说明：整套流程源头来自半导体光刻定义原始图形，依靠 Ni 电铸模具 + 纳米压印实现图形大规模复制，不必每一片都做高价光刻。 b?KdR5  
核心优势 /3rNX}tOMH  

1. 可大批量晶圆级复制：一套 Ni 电铸模具可以压印大量透镜器件，规避逐片光刻的高成本，适合批量生产；
2. 图形保真度高：从光刻母版到镍模再到树脂压印复制，亚波长微纳结构形貌转移精度高，保障超表面光学性能；
3. 材料方案灵活：特种功能树脂可调配折射率，适配红外、可见光等不同工作波段，可用于夜视 Meta 镜头；
4. 器件轻薄：树脂介质层厚度薄，最终得到平面超表面透镜，整体器件扁平化，利于小型化光电系统集成。

工艺短板 wG7>2
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1. Ni 电铸母版制作前期开发成本高，适合中大批量；小批量样品不占优势；
2. UV 树脂存在固化收缩，会带来微小图形畸变，需要材料与工艺补偿；
3. 镍模具存在磨损，需要做表面抗粘镀层，管控模具使用寿命；
4. 树脂材料军用环境需要做高低温、湿热、盐雾可靠性验证。

应用场景 DpA)Vdj  

1. 军用红外夜视超表面透镜（IR 夜视照相机）；
2. AR/MR 衍射光学、平面光学器件；
3. 微型成像、WLO 晶圆级光学镜片；
4. 多光谱侦察小型光电载荷。

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未来展望 @$^4Av-  

1. 优化 Ni 电铸工艺，降低母版缺陷，提升模具寿命；
2. 开发更高折射率、红外高透过特种压印树脂，适配军用红外波段；
3. 压印‑封装一体化工艺，实现超表面透镜与探测器共贴装；
4. 完善军规可靠性工艺验证，推进树脂基超表面透镜军工装备落地。