Zwei-Photonen-Laserlithographiesystem für dreidimensionale Nano- und Mikrostrukturierung mittels direktem Laserschreiben
Final Report Abstract
Das Laserlithographiegerät wurde für 2D Druck mit Submikrometer-Auflösung zur Herstellung von Nanoantennen und plasmonischen Nanostrukturen benutzt. Weiterhin wurde es zur Herstellung von 3D Nano- und Mikrostrukturen benutzt. Darunter befinden sich Anwendungen in der Faseroptik, wo das Gerät zur Herstellung von Faserverbindern benutzt wurde. Desweiteren befinden sich Anwendungen in der Mikrooptik, wo das Gerät zur Herstellung von 3D Mikrolinsen benutzt wurde, darunter auf Glasfasern sowie auf Substraten wie auch direkt auf CMOS Chips oder Halbleiter-Quantenpunktproben. Dadurch wurde ermöglicht, großflächig plasmonische Nanostrukturen ohne Elektronenstrahllithographie für surface-enhanced infrared absorption Spektroskopie (resonante SEIRA-Nanoantennen Spektroskopie und Sensorik) durchzuführen. Weiterhin ermöglichte das Geräte, zur Superkontinuumserzeugung in Glasfaserkapillaren, die hoch nichtlineare Flüssigkeiten enthielten, eine blasenfreie Verbindung zu Singlemode Fasern herzustellen. Desweiteren eröffnete das Gerät ein ganz neues Feld: die 3D gedruckte Mikrooptik mit komplexen Linsen. Auf diesem Gebiet ist unsere Arbeitsgruppe aufgrund des Gerätes Pionier und konnte demonstrieren, daß sowohl auf single-mode Glasfasern, auf Substraten sowie auf CMOS Sensoren hochwertige, bis zu beugungsbegrenzte Mikro-Objektive geschrieben werden können. Ebenso kann bei LED Chips effiziente Strahlformung durchgeführt werden. Desweiteren können Quantenpunkte bzgl. Abstrahlung effizienter gemacht werden. Ohne das Gerät wäre keine dieser Arbeiten möglich gewesen. Das Gerät diente dabei als Schlüsselkomponente bei der Herstellung.
Publications
- Towards integration of a liquid-filled fiber capillary for mid-IR supercontinuum generation. Opt. Express 23, 8281 (2014)
S. Kedenburg, T. Gissibl, T. Steinle, A. Steinmann, and H. Giessen
(See online at https://doi.org/10.1364/OE.23.008281) - Fabrication of Square-Centimeter Plasmonic Nanoantenna Arrays by Femtosecond Direct Laser Writing Lithography: Effects of Collective Excitations on SEIRA Enhancement. ACS Photonics 2, 779 (2015)
S. Bagheri, K. Weber, T. Gissibl, T. Weiss, F. Neubrech, and H. Giessen
(See online at https://doi.org/10.1021/acsphotonics.5b00141) - Large-Area Fabrication of TiN Nanoantenna Arrays for Refractory Plasmonics in the Mid-Infrared by Femtosecond Direct Laser Writing and Interference Lithography. Opt. Mater. Express 5, 2625 (2015)
S. Bagheri, C. M. Zgrabik, T. Gissibl, A. Tittl, F. Sterl, R. Walter, S. De Zuani, A. Berrier, T. Stauden, G. Richter, E. L. Hu, and H. Giessen
(See online at https://doi.org/10.1364/OME.5.002625) - Diffractive Spectral-Splitting Optical Element Designed by Adjoint-Based Electromagnetic Optimization and Fabricated by Femtosecond 3D Direct Laser Writing. ACS Photonics 3, 886 (2016)
T. P. Xiao, O. S. Cifci, S. Bhargava, H. Chen, T. Gissibl, W. Zhou, H. Giessen, K. C. Toussaint Jr., E. Yablonovitch, and P. V. Braun
(See online at https://doi.org/10.1021/acsphotonics.6b00066) - Spatial beam intensity shaping using phase masks on single mode optical fibers fabricated by femtosecond direct laser writing. Optica 3, 448 (2016)
T. Gissibl, M. Schmid, and H. Giessen
(See online at https://doi.org/10.1364/OPTICA.3.000448) - Sub-micrometre accurate free-form optics by three-dimensional printing on single-mode fibres. Nature Communications 7, 11763 (2016)
T. Gissibl, S. Thiele, A. Herkommer, and H. Giessen
(See online at https://doi.org/10.1038/ncomms11763) - Two-photon direct laser writing of ultracompact multi-lens objectives. Nature Photonics 10, 554 (2016)
T. Gissibl, S. Thiele, A. Herkommer, and H. Giessen
(See online at https://doi.org/10.1038/nphoton.2016.121) - Ultra-compact on-chip LED collimation optics by 3D-printing. Opt. Lett. 41, 3029 (2016)
S. Thiele, T. Gissibl, H. Giessen, and A. Herkommer
(See online at https://doi.org/10.1364/OL.41.003029) - 3D printed eagle eye: Compound microlens system for foveated imaging. Science Advances 3, e1602655 (2017)
S. Thiele, K. Arzenbacher, T. Gissibl, H. Giessen, and A. M. Herkommer
(See online at https://doi.org/10.1126/sciadv.1602655) - Combining in-situ lithography with 3D printed solid immersion lenses for single quantum dot spectroscopy. Sci. Rep. 7, 39916 (2017)
M. Sartison, S. L. Portalupi, T. Gissibl, M. Jetter, H. Giessen, and P. Michler
(See online at https://doi.org/10.1038/srep39916)
