来源：纳米人
研究亮点：1. 表面1维~3维傅里叶图案化。2. 表面傅里叶图案化在光学上的应用。 研究背景光栅（grating）和全息图（hologram）通过图案化的表面进行衍射从而调整光信号，虽然这种作用方式经历了长时期的发展，仍然不断有令人瞩目的发展出现。将来的发展可能通过构建傅立叶光学界面，一种通过进行表面图形化设计并通过傅里叶变换，产生符合一定要求的衍射效果。通常对光学波前（optical wavefront）需要对正弦波进行精确积分，并且需要多种不同振幅、空间频率、相位的正弦波。但是由于制备技术的限制，通常这种复杂结构的表面是无法获得的，因此限制了其发展。 拟解决或者拟探索的关键问题对表面进行傅里叶图案化，用于和光学相关的领域。 成果简介瑞士联邦理工学院（ETH）David J. Norris等通过将热扫描探针刻蚀技术、模板化技术进行结合，成功构建了同时具有周期性和非周期性的图案化表面，并实现了对深度的连续控制和亚波长的空间分辨率。这种刻蚀方法能够在表面上构建二维、三维结构，多分量线性光栅实现了红色、绿光、蓝光以相同的入射角通过同一个薄光栅进行操作。 要点1：表面处理方法为了实现更好的对光进行控制，作者通过对预想结构的衍射图案通过傅里叶转换进行设计，具体的方法转换为二维结构的灰度位图，并通过热扫描光刻技术进行处理，并且对光刻的深度进行亚纳米级控制，该过程能实现6 s μm-2速度的光刻速度。通过在聚合物表面构建图案，随后沉积Ag将聚合物种的图案复制到Ag上并除去聚合物层保留Ag层。这种处理方法同样能作为模板、蚀刻掩模用于其他材料表面复制图案。作者通过这种处理方法考察了一维~三维表面构建情况。
图1. 一维表面设计图案化的实际效果。
图2. 二维表面设计图案化的实际效果。
图3. 周期性/准周期性表面图案化。 要点2：傅里叶图案化表面的应用傅里叶表面应用。目前在光子学领域中存在一定缺点，对小型化的光学系统需求要求将多种波导集成到单薄层上，并通过衍射光对光进行耦合/退耦操作，并且对光的入射角度有特殊要求，导致这种器件结构复杂，体积较大。当使用傅里叶表面结构，能在单个界面构建三个空间分辨的频率信息，同时对光的入射角度不再有特殊要求，能够较大程度上降低器件的复杂性。 
图4. 图案化表面光学应用。 小结该方法能够实现重复二维莫尔纹、准晶、全息成像等多种不同结构衍射面，并且能够用于生物传感器、激光器、超表面、调制器等光学器件，拓扑结构、变换光学、谷电子学等光子学领域。来源：nanoer2015 纳米人
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