亚纳米精度的三维物体相对位置测量是基础物理实验和半导体芯片多层图案对准等应用的必要条件。现有的方法依赖于显微成像和远距离图案对准，缺乏下一代三维（3D）芯片所需的准确性和精度。
近日，马萨诸塞大学阿默斯特分校Amir Arbabi团队提出了可以使用超表面对准标记，激光和亚纳米精度的相机来测量两个远处物体之间的三维不对准。通过仿真，证明了标记之间横向和轴向错位的噪声限制精度分别为λ0/50000和λ0/6300（λ0：激光波长）。凭借其高精度和简单性，该技术使下一代3D集成光学和电子芯片成为可能，并为开发依赖亚纳米位移测量的经济高效且紧凑的传感器铺平了道路。研究成果以题为“3D alignment of distant patterns with deep subwavelength precision using metasurfaces”发表于《Nature Communications》上。
图1：全息干涉对准概念。
图2：双平行望远镜全息干涉对准的工作原理。
图3：超表面对准标记的设计与制作。
图4：仿真与实验结果。
Ghahremani, M., McClung, A., Mirzapourbeinekalaye, B. et al. 3D alignment of distant patterns with deep-subwavelength precision using metasurfaces. Nat Commun 15, 8864 (2024).
https://doi.org/10.1038/s41467-024-53219-z
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