微納光柵是一種可以對入射光場的振幅、波長、位相和偏振進行調制的微納光學結構，其結構復雜程度遠低于超表面，在傳感器、光通信、極弱光成像和光學偏振等領域具有廣泛的應用前景。然而，傳統(tǒng)光刻制造方法因其高昂的制造成本和復雜的工藝要求限制了微納光柵大規(guī)模的生產及應用。針對傳統(tǒng)制造方法中成本高、工藝復雜等問題，康果果、王嶺雪科研團隊基于全息光刻的新型無掩模工藝取得重要進展，成功研制出低成本、高性能的金屬納米光柵，并在可穿戴傳感、短波紅外偏振成像進行了驗證，相關論文陸續(xù)發(fā)表在ACS Applied Materials & Interfaces和Optics and Laser Technology國際頂級期刊。

可穿戴折射率傳感器（ACS AMI 2025）：傳統(tǒng)等離子體傳感器多基于剛性基板如硅、玻璃，難以與人體曲面貼合，限制了其在可穿戴設備中的應用。通過激光干涉光刻技術，研究團隊在PET基板上制備了高均勻性的銀光柵，工藝簡單、成本低，且能夠大規(guī)模生產。此外，成功將共振線寬壓縮至6.9 nm，提升了其靈敏度和性能因子。該傳感器在穩(wěn)定性方面表現出色，即使在上百次彎曲、拉伸和液體浸泡等條件下，線寬變化小于3.6 nm，靈敏度波動小于1.3%。結合便攜光纖光譜儀，開發(fā)的便攜式檢測系統(tǒng)可實現毫秒級響應、無需實驗室環(huán)境即可實時檢測。結合微流控技術，能夠實現多種溶液的動態(tài)監(jiān)測，為連續(xù)環(huán)境監(jiān)測奠定基礎。該創(chuàng)新設計為可穿戴傳感器技術帶來了重要進展，具備廣泛的應用潛力，特別是在醫(yī)療健康、環(huán)境監(jiān)測和智能交互等領域，未來有望與智能手機等消費級設備結合，推動實驗室級精度向消費級設備轉化（圖1）。

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圖1.傳感器貼附在人體皮膚上進行測試

短波紅外金屬線柵偏振片（OLT 2025）：金屬線柵是一種非共振型光柵，它的消光比主要和光柵的周期成反比和金屬層的高度成正比。傳統(tǒng)金屬線柵主要由電子束光刻和離子束刻蝕的方法制作而來，這種方法不僅制作工藝復雜、成本高而且無法制作較高的光柵層而難以實現較高的消光比。為解決這一問題，研究團隊研究了免刻蝕的工藝方法，采用全息光刻與傾斜蒸鍍金屬薄膜兩個步驟制作了金屬線柵偏振片，不僅降低了紅外金屬線柵偏振片的制作難度和制作成本，而且實現了較高的金屬柵層，大幅提升了消光比。最終制作的金屬線柵偏振片在1 2.5 μm的平均消光比達到40 dB(TTM:TTE=10000:1)（圖2）。

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圖2 .金屬線柵偏振片的測試結果與實物圖

該系列研究成果為微納光柵的規(guī)模化生產與應用提供了新的解決方案。通過降低制作成本并簡化工藝，不僅打破了微納光柵“高性能”與“低成本”難以兼得的難題，更推動了柔性光子器件與紅外光學元件領域的技術進步，特別是在醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測和紅外偏振等多個領域的應用前景廣闊。

論文鏈接：1.https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.5c07507

2.https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2025.113099