通过多光子光刻与金属镀膜制造的自由形态太赫兹结构
光学
2024-01-09 v1 应用物理
摘要
直写式多光子激光光刻（MPL）结合了纳米级的最高分辨率与本质上无限的三维设计自由度。在过去几年中，该技术的突破性潜力已在包括微机械、材料科学、微流控、生命科学以及光子学在内的多个应用领域得到证实，其中原位打印的光学耦合元件为封装级系统集成提供了新视角。然而，毫米波（mmW）和太赫兹（THz）器件尚未能利用 MPL 的独特优势，尽管其底层器件和结构也能极大地受益于三维自由形态微加工。在此背景下的关键挑战之一是，功能性 mmW 和 THz 结构需要具有高电导率和低介电损耗的材料，而这些材料不适用于通过多光子聚合进行结构化。在本工作中，我们提出并实验演示了一种新方法，该方法能够利用 MPL 制造具有前所未有功能的高性能 mmW 和 THz 结构。我们的概念利用了原位打印的聚合物模板，通过高定向性金属沉积技术与精确对准的三维打印遮蔽结构相结合对其进行选择性镀膜。由此产生的金属镀膜自由形态结构兼具高表面质量、低介电损耗以及与块体材料值相当的电导率，同时适用于平面 mmW/THz 电路的制造。我们通过演示一系列功能性 THz 结构（如 THz 互连件、探针尖端和悬浮天线）实验性地展示了我们概念的可行性。我们相信，我们的方法在 mmW 和 THz 技术领域具有颠覆性潜力，并可能开启基于激光的三维制造的全新领域。
引用
@article{arxiv.2401.03316,
title = {Freeform terahertz structures fabricated by multi-photon lithography and metal coating},
author = {Pascal Maier and Alexander Kotz and Joachim Hebeler and Qiaoshuang Zhang and Christian Benz and Alexander Quint and Marius Kretschmann and Tobias Harter and Sebastian Randel and Uli Lemmer and Wolfgang Freude and Thomas Zwick and Christian Koos},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.03316},
year = {2024}
}