Shaded Ring Filter

Die Shaded-Ring-Filter (SRF) von Nanoscribe sind speziell angefertigte optische Komponenten, um die 3D-Auflösung zu maximieren. Die axiale Auflösung wird mit Hilfe dieser Technologie um über 28% erhöht!

Kombiniert mit einem Ölimmersions-Objektiv hoher numerischer Apertur (NA=1,4; 100-fache Vergrößerung) entfaltet der SRF seine volle Leistung. Benutzt man den SRF in der empfohlenen Konfiguration, so wird die Elliptizität des kleinsten Volumenelements ("Voxel") um >28% reduziert. Dies ist fundamental wichtig, falls Sie an die physikalisch möglichen Auflösungsgrenzen stoßen wollen. Schließlich ist eine hohe Auflösung oftmals der Schlüssel zum wissenschaftlichen Erfolg (z.B. in Forschungsgebieten wie den dreidimensionalen Metamaterialien oder Photonischen Kristallen).

Isointensity curves without and with a shaded ring filter

Abb. 1: Point-Spread-Funktion (PSF) des fokalen Volumens. Der Falschfarbenplot zeigt Isointensitätskurven mit steigender Intensität von blau nach rot. Die vertikale Achse zeigt die axiale Position relativ zum Fokus in Nanometern; die horizontale Achse zeigt die laterale Position relativ zum Fokus. Die linke Abbildung zeigt die PSF ohne SRF; die rechte Abbildung das Ergebnis, welches mit einem SRF realisiert wurde. Die axiale Elongation wurde hierbei um > 28% reduziert.

Datenblatt:

Die Benutzung eines SRFs wirkt sich auf die Leistung eines Laser-Lithografiesystems folgendermaßen aus:

Reduktion der Elliptizität der PSF entlang der axialen Richtung um > 28%
Die räumliche Filterung der Transmission führt zu einer absoluten Reduktion der Laserintensität um einen Faktor 5.5
Wichtige Anforderungen zum Erreichen dieser Spezifikationen:
- Ölimmersions-Objektiv, NA=1,4, 100-fache Vergrößerung
- Glassubstrat mit 170 μm Dicke
- Geeigneter Photolack
Wir beraten Sie gerne bzgl. Details und Empfehlungen für Ihre speziellen Anforderungen.

Shape of voxel without and with a shaded ring filter

Abb. 2: Voxel einer speziellen Isointensitätsoberfläche. Diese Voxel bestimmen den Basisbaustein, aus dem 3D-Strukturen aufgebaut sind. Der Schwellwert zwischen einer zu geringen und genügend hoher Vernetzungsdichte des Polymers bestimmt die Oberfläche des Voxels in einem Photolack. Jener wird wiederum von der PSF und der chemischen Antwort des Photolacks festgelegt. Nach der Belichtung und Entwicklung führt die Selektivität des Entwicklers zur Bildung des Voxels.

Physikalisches Prinzip:

Der SRF ist aus konzentrischen Metallringen auf einem Glassubstrat aufgebaut, die zu einer Reduktion der Transmission führen. Beim Fokussieren in ein photosensitives Material tragen die räumlichen Komponenten des Lichts mit unterschiedlichen Intensitäten bei. Ein geeignetes Design führt damit zu einer verbesserten axialen Auflösung.