通过滚动到板式纳米印记模拟传播阶段元表面的解塑模拟
Bowen Hu1, Hao Chen1, Dizhi Sun1
1State Key Lab of Advanced Technology for Materials Synthesis and Processing, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China.
Micromachines
|December 31, 2025
概括
这项研究介绍了一种3D模拟,用于使用卷对板纳米印记光刻法 (R2P-NIL) 制造元表面. 它优化了这些先进光学元件的大规模,低成本生产的参数.
科学领域:
- 超表面和纳米制造
- 计算机建模和模拟
- 材料科学与工程 材料科学与工程
背景情况:
- 传播阶段的超表面提供先进的电磁调节和极化不敏感性.
- 卷对板纳米印记光刻 (R2P-NIL) 是一种具有成本效益的,大规模的超表面制造的有前途的技术.
- 现有的R2P-NIL的二维模拟缺乏模拟弹性质滚筒冲击和离散的超表面结构的忠实性.
研究的目的:
- 为R2P-NIL拆模过程开发一个全面的3D多尺度模拟模型.
- 研究各种工艺参数对拆模应力和结构完整性的影响.
- 为优化R2P-NIL参数提供理论指导,以实现稳定,大规模的超表面制造.
主要方法:
- 建立了一个3D多尺度有限元素方法 (FEM) 模型.
- 集成的宏观弹性体滚筒变形与微观拆模应力模型.
- 用于基于运动方程的参数转移用于多尺度合.
主要成果:
- 优化的弹性体层厚度最大限度地降低了拆模压力.
- 适度的滚子半径会分散压力,而过度的压力会放大压力.
- 像电阻弹性模量和结构几何等微观参数显著影响应力分布和面积比限制.
结论:
- 3D多尺度模型准确地预测了R2P-NIL中的元表面的拆模行为.
- 模拟结果为优化R2P-NIL参数提供了关键的见解,例如滚筒厚度,半径,压力和阻力性能.
- 这项研究有助于稳定,大规模生产高性能传播相位元表面.
