"一、设计层面
在折-超混合系统中,超透镜承担消色差与像差校正功能,需补偿折射透镜组残留的宽带色差和波前畸变。当前面临:①宽带消色差相位调控难题——红外工作带宽达数微米,硅基纳米柱的群时延覆盖范围受限,缺乏红外波段的超构单元相位-色散数据库,宽带相位覆盖与高透过率难以兼顾;②折-超协同优化方法缺失——传统光学设计软件无法处理亚波长结构多参数优化,电磁仿真工具无法嵌入系统级光线追迹,设计依赖人工试错,效率低且难以收敛至全局最优;③自由曲面相位分布求解困难——多类像差校正需空间变的二维相位分布,大尺度多变量优化算法尚未建立。
二、制造层面
核心结构为硅基亚波长纳米柱/纳米孔阵列(高度/深度2~10μm,深宽比5:1~20:1)。当前面临:①高深宽比刻蚀未突破——现有SF₆/O₂刻蚀工艺面向连续面型,对离散纳米柱/孔侧壁垂直度、粗糙度(Ra>10 nm)和负载效应(密集/稀疏区刻蚀速率差15%30%)缺乏控制手段;②大面积图形化瓶颈——电子束光刻精度高但产能极低、成本高;③掩模选择比不足——光刻胶与硅选择比仅1:3,1:5,深刻蚀时掩模快速损耗导致纳米柱顶部退化,硬掩模方案增加工艺步骤且去除易损伤结构;④刻蚀后清洗缺失——侧壁残留含氟聚合物在红外波段引入吸收散射,湿法清洗易致纳米柱倒塌,干法清洗可能恶化粗糙度,无损清洗工艺尚未建立。"
无
①高深宽比刻蚀未突破——现有SF₆/O₂刻蚀工艺面向连续面型,对离散纳米柱/孔侧壁垂直度、粗糙度(Ra>10 nm)和负载效应(密集/稀疏区刻蚀速率差15%30%)缺乏控制手段;②大面积图形化瓶颈——电子束光刻精度高但产能极低、成本高;③掩模选择比不足——光刻胶与硅选择比仅1:3,1:5,深刻蚀时掩模快速损耗导致纳米柱顶部退化,硬掩模方案增加工艺步骤且去除易损伤结构;④刻蚀后清洗缺失——侧壁残留含氟聚合物在红外波段引入吸收散射,湿法清洗易致纳米柱倒塌,干法清洗可能恶化粗糙度,无损清洗工艺尚未建立。
达到要求的红外超透镜