单曝光全息光刻制造超高比例微结构
光学
2026-02-13 v1 应用物理
摘要
体积光刻为构建复杂的三维 (3D) 微纳米尺度结构提供了可扩展的路径，但现有方法受限于准二维曝光物理或串行书写速度。我们提出了一种单曝光体积制造策略，实现了 6 微米最小特征尺寸的超高比例 3D 结构。反设计的体积 (holographic) 相位掩码生成内部 photoresist 体积内的扩展焦深强度分布，同时保持高横向分辨率，从而在单次曝光中实现整个体积的均匀聚合。以约 20 秒的曝光时间，我们制造了晶格、Penrose 图案和微机械部件，特征尺寸可达 6 微米，体积可达 800×800×720 微米³，实现超过 120:1 的比例。对毛细管流动的定量分析显示，其有效毛细管传输系数为 176.3 微米/(ms)^(1/2)。基于原位纳米压痕的微压缩测试表明，打印的 3D 六方面体晶格表现出良好定义的线性弹性区，有效亚极模为 5.7 GPa，随后表现出典型机械刚性细胞结构的渐进屈曲和密度化特征。重叠、倾斜和多掩码曝光进一步实现准 3D 复杂几何形状，具有重构潜力。该方法建立了高通量体积制造的新范式。
引用
@article{arxiv.2602.11508,
title = {Single-exposure holographic lithography of ultra-high aspect-ratio microstructures},
author = {Dajun Lin and Brian Baker and Rajesh Menon},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.11508},
year = {2026}
}