來自英國伯明翰大學(xué)、哈佛醫(yī)學(xué)院以及韋爾曼光醫(yī)學(xué)中心的研究人員研發(fā)出基于納秒激光脈沖、能夠?qū)⒐鈱W(xué)結(jié)構(gòu)打印在涂有吸光材料的透明基板的一步式快速全息記錄技術(shù)。
盡管激光加工大多用于生產(chǎn)微米級對象，但是同時(shí)也可以通過激光干涉輔助消融法（全息激光消融）用于大面積光學(xué)活性納米圖案表面的制備。
在激光消融過程中，通過激光束照射去除固體表面的物質(zhì)。該技術(shù)不僅沒有使用聚焦激光束（能夠產(chǎn)生微米級特征）的，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了激光干涉模式來進(jìn)行物體表面消融以及生成有趣的納米圖案。
在該一步式快速全息記錄技術(shù)中，脈沖激光束照射超薄半吸材料用作玻璃襯底涂層。光束穿過樣品并通過下面的玻璃反射回來。兩束反向運(yùn)行的激光束之間會發(fā)生干涉，這種干涉模式會在物體表面消融形成有條理的光柵。
光柵的周期由相對于垂直入射的入射光波長(λ) 以及傾斜角(θ)決定。λ/2會生成相長干涉，呈現(xiàn)駐波的效果。
與傳統(tǒng)的激光消融法相比，這種方法靈活又迅速。只需改變θ，就能定制光柵的周期，同時(shí)也能對各種材料進(jìn)行圖案化處理。通過這種方法制備的光柵擁有可見光波長的尺寸，表現(xiàn)出強(qiáng)烈的衍射效應(yīng)，然后能顯示各種顏色效果。這種功能使得它們適合用作安全全息圖。
相比傳統(tǒng)的納米加工法如電子束蝕刻和光刻蝕法等，這種技術(shù)速度更快，也更經(jīng)濟(jì)有效。相比直接激光干涉模式（在這種方法中，首先通過分束器將單脈沖光束分開，然后進(jìn)行重組生成全息圖和納米圖案），這種技術(shù)更加簡便。直接激光干涉法要求各種激光束精確對準(zhǔn)，在光束分裂后會經(jīng)受弱光照射。而在這種脈沖激光消融法中，則使用單個(gè)脈沖激光束在平面或曲面上進(jìn)行納米圖案/全息圖的快速打印。
研究人員還證明了這種方法可用于打印復(fù)雜的二維圖案，例如同心環(huán)陣列。這一功能使得該技術(shù)可用于光學(xué)設(shè)備的制備，例如菲涅耳波帶片（FZPs）。
該研究小組目前正在努力研究以便生成更復(fù)雜的納米圖案，例如格柵、三角陣列以及三維幾何圖形等；同時(shí)也在探討在數(shù)據(jù)存儲以及生物傳感等領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用。
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