VR､イメージング向け量産､センチメートルスケールメタレンズ開発

January, 23, 2020, Cambridge--メタレンズは､光を集光させるためにナノ構造を使うフラット表面で､顕微鏡からカメラ､センサ､ディスプレイまであらゆるものを変革すると見られている｡しかしこれまでのところ､そのレンズのほとんどは､1個のグリッターのサイズだった｡このサイズのレンズは､アプリケーションによってはうまく行くが､微光条件ではもっと大きなレンズが必要になる｡例えば､周回衛星に搭載されたイメージングシステム､VRアプリケーション｡そういうところでは､レンズは瞳よりも大きくなる必要がある｡

SEAS (Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences)の研究チームは､オールガラス､センチメートルサイズの可視光メタレンズを開発した｡これは､従来のチップ製造法を使って製造できる｡
　研究成果は､Nano Lettersに発表された｡

｢この研究は､セルフォーン用､いわゆるウエファレベルカメラに道を開く｡そこではCMOSチップとメタレンズが相互に直接スタックできる｡両方ともフラットであるので光アライメントは容易である｣とSEASの応用物理学教授､Robert L. Wallaceは説明している｡｢将来的には､同じ会社が､チップとレンズの両方を製造できる｡両方とも､同じ技術､リソグラフィを使えるからである｣｡

｢以前は､可視光のセンチメートルスケールメタレンズの量産ができなかった｡電子ビーム(EB)リソグラフィか､i-lineステップリソグラフィのいずれかを使っていたからである｡EBリソグラフィは時間がかかりすぎ､i-lineステップリソグラフィは､サブ波長サイズ構造のパターン形成に必要な分解能がなかった｣と論文の筆頭著者､SEASのJoon-Suh Park, a Ph.D.候補は説明している｡

センチメートルスケールのメタレンズを量産するために研究チームは､深紫外(DUV)投影リソグラフィを使った｡これは､コンピュータから携帯電話までのシリコンチップに微細ラインや形状をパターン形成するために一般に使われている｡その技術は､写真を撮るように1回の露光で､チップあたりに多くのメタレンズを製造する｡その各々が数100万のナノスケール素子でできている｡

研究チームは､時間のかかる成長プロセスを排除した｡以前のプロセスでは､ガラス面に直接ナノ構造パターンをエッチングする必要があった｡

これは初の量産､オールガラス､センチメートルスケール可視光メタレンズである｡

このレンズはクロマティックであるので､つまり全ての異なる色が同じ点に焦点を結ばないので､研究チームは大口径アクロマティックメタレンズに取り組んでいる｡
(詳細は､https://www.seas.harvard.edu)