Lasers worden een van de dominante instrumenten in de huidige maakindustrie. Er is veel energie gestoken in het verbeteren van de verwerkingsnauwkeurigheid, en ruimtelijke resoluties zo laag als micrometer zijn bereikt bij lasersnijden, lassen, markeren en stereolithografie in een atmosferische omgeving. De femtoseconde laser (fs-laser) is vanuit dit oogpunt een bijzonder veelbelovende benadering, naast zijn driedimensionale (3-D) verwerkingscapaciteit en breed-spectrum materiaalgebruik. Super-diffractie-beperkte functiegroottes op een niveau van tientallen nanometers op basis van multifoton-absorptiedrempels, krimp- en stimulatie-emissiedepletie-effecten zijn ook gerealiseerd bij door fs-laser geïnduceerde fotoharding van polymeren, die helaas niet van toepassing zijn op vaste materialen. Optische near-field-technieken bieden een alternatief superresolutieschema door lichtvelden te lokaliseren op nanometerschalen met de fysieke vormen van scherpe punten, kleine openingen, nanodeeltjes en kleine uitsteeksels. Hoe dan ook, deze benaderingen zijn vaak afhankelijk van zware bewegings- en uitlijningssystemen om nauwkeurige sonde-substraatafstand te behouden voor praktische fabricage/patroondoorvoer vanwege de vluchtige aard van het nabije veld.

Een innovatieve optische patroontechnologie die vacuümvrije verwerking met hoge resolutie mogelijk maakt, vergelijkbaar met conventionele FIB-verwerking, is zeer gewenst. In een nieuw artikel gepubliceerd in Lichtwetenschap en toepassingen , wetenschappers van het State Key Laboratory of Precision Measurement Technology and Instruments, Afdeling Precisie-instrument, Tsinghua universiteit, Peking, China, het State Key Laboratory van geïntegreerde opto-elektronica, College van elektronische wetenschappen en techniek, Jilin-universiteit, Changchun, China, en de Nanotechnologie-faciliteit, Swinburne University of Technology, Australië rapporteerde een optische far-field-geïnduceerde near-field breakdown (O-FIB) -benadering, waardoor de nanofabricage toepasbaar is op bijna elk vast materiaal in de atmosfeer. Het schrijven wordt geïnitieerd vanuit nanogaten die zijn gecreëerd door femtoseconde laser-geïnduceerde multifoton-absorptie en de snijdende "mesrand" wordt verscherpt door far-field-gereguleerde verbetering van het optische nabije veld. Een ruimtelijke resolutie van sub-20 nm (λ/40 voor lichtgolflengte λ) wordt gemakkelijk bereikt. O-FIB wordt mogelijk gemaakt door een eenvoudige polarisatiecontrole van het invallende licht voor het sturen van schrijven met nanogroeven langs het ontworpen patroon.

"Volgens de continue randvoorwaarde van de normale component van elektrische verplaatsing, we hebben experimenteel de nano-lokalisatie van het lichtveld en de polarisatie-verticale verbetering rond het nanogat waargenomen, die directe controle van de near-field-verbetering voor nanoablatie door het verre veld mogelijk maakt. Op basis van dit idee, we hebben gratis nano-schrijven gerealiseerd met resoluties tot 18 nm door laserpolarisatie en het traject van de straal in realtime te manipuleren."

"Voor het zelfregulerende effect dat wordt veroorzaakt door de feedback tussen licht en de initiële zaden, onze aanpak heeft de inherente robuustheid tegen de stochastische aard van initiële ablatie en het vermogen om lijnbreedte te manipuleren. Onze aanpak demonstreert steekloos schrijven in vrije vorm van nanogroeven met regelbare lengte, scheiding en traject. In de tussentijd, de universaliteit van het seeding-effect maakt een afdrukmodus voor grote oppervlakken mogelijk die superieur is aan de conventionele FIB."

"Onze gepresenteerde techniek heeft een nieuw tijdperk van zeer efficiënte nanobewerking geopend. Het is toepasbaar voor verschillende materialen en oppervlakken op het gebied van nano-elektronica, nanovloeistoffen, en nanomedicijnen. De mogelijkheid die we hier laten zien om het nabije veld direct via het verre veld te manipuleren, kan de onderzoekers inspireren om de femtoseconde laser-nanofabricage of zelfs andere domeinen van de optische verwerking naar een hoger niveau te tillen, "De wetenschappers voorspellen.