SUPER-RESOLUCIÓN - PERIMAGE


Entidad financiadora: 
This actuation has been subject of funding from the budget of the  Ministerio de Economía, Industria y Competitividad, with the file number TEC2011-24019.

 

 


Socios en el proyecto: 
Fecha comienzo: 
De Domingo, 1 Enero 2012 hasta Miércoles, 31 Diciembre 2014
Estado: 
Finalizado
Resolucion Sublambda con Sistemas de Indice de Refracción Positivo.

El concepto de Super-Resolución (Subwavelength-Resolution) de imágenes se refiere a la capacidad de sistemas ópticos que pueden producir imágenes con detalle no limitado por longitud de onda de la luz. Se espera que los sistemas de Subwavelength-Resolution produzcan una revolución en varias áreas como microscopios ópticos o dispositivos acústicos. La naturaleza ondulatoria de la luz impone el último límite en la resolución de los sistemas ópticos clásicos debido a la difracción. Un sector donde esta limitación es particularmente importante es en la fabricación de dispositivos semiconductores, un mercado para instrumentación óptica de alrededor de 6,000 M€/año. La industria de circuitos integrados produce dispositivos cada vez más reducidos como medio de conseguir mayores funcionalidades a más reducido coste. Para conseguir esta progresiva reducción de tamaño, la longitud de onda utilizada en los procesos de litografía tiene que reducirse al extremo. Láseres en el UV profundo (DUV, de 193 nm ArF excimerlaser) es usado en la actualidad y los últimos sistemas en desarrollo están basados en longitudes de onda aún más cortas (EUV, 13.5 nm plasma-emisión de Sn).Trabajar con estas longitudes de onda, que solo se pueden producir con partículas cargadas, introduce formidables retos tecnológicos por lo que cualquier sistema óptico alternativo es muy deseable.

Investigaciones previas en Subwavelength-Resolution con refracción negativa no han conducido a los resultados esperados debido a las altas pérdidas asociadas al constantes dieléctrica y magnética negativas y a la corta distancia requerida entre objeto e imagen.

Los sistemas de índice positivo no tienen los anteriores problemas, pero los sistemas fabricados con lentes y espejos no tienen capacidad de Subwavelength-Resolution. Varios grupos de investigadores han encontrado recientemente que hay una familia de sistemas de índice positivo, muy diferentes de los convencionales, que consiguen imágenes perfectas en teoría y super-resolución en la práctica. Estos sistemas son básicamente guías de onda bi-dimensionales en las que el objeto y la imagen están insertados dentro de la guía. La guía es plana rellena con material de índice gradual (GRIN). Esta teoría ha sido valida con un importante resultado experimental: el primer prototipo que demuestra Subwavelength-Resolution experimental con material de índice positivo para frecuencias de microondas. El pasado año se ha presentado otro resultado importante que ha producido un avance en la tecnología, la demostración teórica de que las guías de onda Geodésicas, otra familia de dispositivos ópticos, tiene capacidad de Subwavelength-Resolution. Las Guías Geodésicas son guías de onda también bidimensionales pero tridimensionalmente curvadas que se pueden diseñar a partir de las guías de onda GRIN y tienen la importante propiedad de ser fabricables rellenas con material de índice de refracción homogéneo.

 

 

El proyecto persigue cuatro objetivos desarrollados en tres paquetes de trabajo:

  •  ​​​Avanzar en conceptos teóricos de Subwavelength-Resolution. La teoría de estos nuevos sistemas es tan reciente que todavía hay aspectos que se deben estudiar en profundidad.
  • Fabricar y caracterizar experimentalmente un prototipo basado en Guía Geodésica. Hasta la fecha se ha demostrado experimentalmente Subwavelength-Resolution sólo para una Guía GRIN particular, el Maxwell Fish Eye (MFE). Este prototipo demostrará Subwavelength-Resolution para Guías Geodésicas y validará esta tecnología como la segunda alternativa para Subwavelength- Resolution con refracción positiva.
  • Fabricar y caracterizar experimentalmente un prototipo basado en Guía GRIN con Espacios objeto e imagen de índice de refracción homogéneo. Esta condición no la cumple el MFE y es muy interesante para su aplicación práctica
  • El estudio de la aplicación de las Guías GRIN y Geodésicas al campo de la Litografía Óptica, como tecnología candidata para las futuras generaciones de equipos de fotolitografía.
Ingeniería óptica