微纳光电子技术：深蚀刻二元光学元件研究

"微纳光电子研究进展-深圳大学微纳光电子技术研究所-徐平" 微纳光电子技术是当前科研领域的热门方向，它融合了电子学、光学、材料科学以及微纳制造技术，对光电子器件的精细化发展起到了关键作用。在微纳光学器件中，例如凸微透镜阵列、凹微透镜阵列和昆虫复眼等，都是通过光衍射原理实现微型化和多功能集成，具有高度可复制性和定制性。微扫描成像系统和折/衍混合透镜的应用则进一步展现了消除像差的能力，提高了光学系统的性能。 硅基光电器件如CMOS图像传感器、手机摄像头和数字单反照相机等，是微纳光电子技术的重要应用实例，它们依赖于微纳制造工艺来实现高分辨率和灵敏度。微纳材料的研究对于提升这些设备的性能至关重要，因为材料的性质直接影响到光电器件的性能指标。 该文提及的研究着重于二元光学元件，特别是深蚀刻二元光学元件。研究团队深入探讨了这类元件的衍射效率与其制作误差的关系，提出了解析表达式，并开发了二元光学元件制作误差模拟软件，以帮助优化设计。此外，他们还发现了深蚀刻二元光学元件的独特特性，如焦距缩短效应、高相对孔径、高能量密度和高深宽比，这些特性使得元件在微细加工、准分子激光曝光照明系统等领域具有广泛应用潜力。 在误差分析方面，研究者们特别关注了结构参数如脊宽(a)、槽宽(b)和槽深(h1)对衍射效率的影响。当|Δa|<1μm时，相对均匀性误差U保持在19.60%以下，且P(效率)大于90.82%。相比之下，|Δb|<5μm时，U小于16.77%，而|Δ h1|<1μm时，U可以降低到10.61%。这些结果表明，对微结构尺寸的精确控制是确保高效率和良好均匀性的关键。特别是在槽深h1的调整中，负偏离会显著增加U，因此在制造过程中应避免负偏离。 微纳光电子技术的研究不仅涉及到理论创新，也包括实验技术的突破。徐平及其团队的工作揭示了深蚀刻二元光学元件的潜在优势，并提供了误差分析方法，这对于提升微纳光学元件的性能和推动相关产业的发展具有深远意义。