Мікрооптичні структури є важливим складником сучасних фотонних, сенсорних та інформаційно-вимірювальних систем, оскільки забезпечують керування світловими потоками на мікро- і нанорівні [1]. Їх формування пов’язане з широким набором технологічних підходів, зокрема класичними фотолітографічними методами, прямим лазерним записом, двофотонною полімеризацією та наноімпринт-літографією. Різноманітність цих методів і швидке зростання кількості публікацій за темою зумовлюють потребу в попередній систематизації дослідницького поля. У рамках дослідження з цією метою використано відкриту бібліографічну базу “OpenAlex” [2]. При цьому застосовано спрощену пошуково-аналітичну процедуру: сформовано кілька пошукових маркерів, що відповідають основним технологіям формування мікрооптичних структур, і порівняно кількість знайдених робіт, частку відкритого доступу, типи документів, тематичні групи, установи та прикладні напрями [3] через подання наступних запитів:
1. Для пошукового маркера “photolithography micro-optics” виявлено 163 роботи (рис. 1, а). Структура результатів за типами документів свідчить про переважання журнальних статей — 136 документів (близько 83,4% від загальної кількості). Крім того, у вибірці наявні 6 розділів монографій (3,7%), 6 препринтів (3,7%), 5 дисертаційних робіт (3,1%) та 3 оглядові публікації (1,8%). Частка робіт у відкритому доступі становить 34,4 %, що відповідає 56 документам. Тематична структура результатів пов’язана насамперед із напрямами “nanofabrication and lithography techniques”, “photonic and optical devices”, “optical coatings and gratings”, “semiconductor lasers and optical devices” та “advanced optical system design”. Серед провідних установ за кількістю робіт представлені Китайська академія наук, Національний центр наукових досліджень Франції, SUSS MicroOptics (Швейцарія), інженерний підрозділ CNRS та Міністерство енергетики США. Аналіз перших релевантних публікацій показує, що фотолітографія у контексті мікрооптики асоціюється з формуванням мікрооптичних компонентів, функціональних фотонних елементів, оптичних ґраток, нанопатернів, штучних фасеткових оптичних структур і проєкційних фотолітографічних систем.
2. Для пошукового маркера “direct laser writing micro-optics” виявлено 259 робіт (рис. 1, б). У структурі вибірки переважають журнальні статті — 202 документи (близько 78,0% від загальної кількості). Крім того, зафіксовано 15 розділів монографій (5,8%), 14 дисертацій (5,4%), 12 препринтів (4,6%) та 8 оглядових публікацій (3,1 %). Частка робіт у відкритому доступі становить 49,8%, що відповідає 129 документам. Тематична структура результатів пов’язана насамперед із напрямами “nonlinear optical materials studies”, “laser material processing techniques”, “photonic and optical devices”, “optical coatings and gratings” та “nanofabrication and lithography techniques”. Серед провідних установ за кількістю робіт присутні Китайська академія наук, Штутгартський університет, Національний центр наукових досліджень Франції та Цзіліньський університет, що свідчить про міжнародний характер досліджень. Аналіз перших релевантних публікацій показує, що прямий лазерний запис у контексті мікрооптики асоціюється з виготовленням м’якої мікрооптики на основі білкових матеріалів, ультракомпактних багатолінзових об’єктивів, мікрооптичних елементів безперервного рельєфу у фоторезистах, фотонних та мікрооптичних структур, а також біоінспірованих мікро- і наноструктурованих поверхонь.
3. Для пошукового маркера “two-photon polymerization micro-optics” виявлено 209 робіт (рис. 1, в). У структурі вибірки переважають журнальні статті — 162 документи (близько 77,5 % від загальної кількості). Крім того, серед основних видимих типів документів представлені 22 препринти (10,5 %), 8 дисертаційних робіт (3,8 %), 7 розділів монографій (3,3 %) та 4 документи іншого типу (1,9 %). Частка робіт у відкритому доступі становить 50,7 %, що відповідає 106 документам. Оглядові публікації не входять до провідних видимих категорій типів документів, що може свідчити або про їхню незначну кількість у межах цього запиту, або про потребу додаткового уточнення пошуку. Тематична структура результатів пов’язана насамперед із напрямами “nonlinear optical materials studies”, “laser material processing techniques”, “advanced optical system design”, “optical coherence tomography applications” та “nanofabrication and lithography techniques”. Серед провідних установ у цій вибірці представлені Вільнюський університет, Китайська академія наук, Італійський технологічний інститут, Штутгартський університет та Міланський політехнічний університет, що вказує на концентрацію досліджень у центрах, пов’язаних із лазерною мікрообробкою, фотонікою, 3D-мікродруком і прецизійною мікрооптикою. Аналіз перших релевантних публікацій показує, що двофотонна полімеризація у контексті мікрооптики асоціюється з тривимірним друком мікрооптичних елементів, мультифотонною лазерною літографією, виготовленням оптики для систем візуалізації, гібридними полімерними матеріалами, мікрооптикою на торцях оптичних волокон і дифракційними елементами для мікромеханічних застосувань.
4. Для пошукового маркера “nanoimprint lithography micro-optics” виявлено 55 робіт (рис. 1, г). У структурі вибірки переважають журнальні статті — 42 документи (близько 76,4 % від загальної кількості). Крім того, представлені 7 розділів монографій (12,7 %), 4 оглядові публікації (7,3 %), 1 документ іншого типу (1,8 %) та 1 препринт (1,8 %). Частка робіт у відкритому доступі становить 41,8 %, що відповідає 23 документам. Тематична структура результатів має виражену концентрацію навколо напряму “nanofabrication and lithography techniques”, який істотно переважає інші тематичні групи. Додатково представлені теми “gold and silver nanoparticles synthesis and applications”, “metamaterials and metasurfaces applications”, “photonic and optical devices” та “optical coatings and gratings”. Серед видимих установ у вибірці представлені Технічний університет Ільменау, Кентерберійський університет, Китайська академія наук та Чженчжоуський університет, однак розподіл за установами є менш концентрованим, ніж у випадку прямого лазерного запису або двофотонної полімеризації. Аналіз перших релевантних публікацій показує, що “nanoimprint lithography” у контексті мікрооптики асоціюється з мікро- та нанолітографічними методами, виготовленням гнучких форм, формуванням нанорозмірних ґраток зі зменшеною шорсткістю країв, азополімерними структурами, плазмонними сітками, біоінтерфейсною SERS-візуалізацією, нелінійною нанооптикою та біоміметичними наноструктурами.
Узагальнення результатів цього пошукового зрізу показує, що найбільш численно представленими серед обраних маркерів є напрями “direct laser writing micro-optics” та “two-photon polymerization micro-optics”, що відображає високу актуальність лазерних і мультифотонних методів формування складних мікрооптичних елементів.
Рис. 1. Динаміка кількості публікацій за роками за пошуковими маркерами
Запит “photolithography micro-optics” демонструє стійкий зв’язок мікрооптики з класичними літографічними й фотонними технологіями, тоді як “nanoimprint lithography micro-optics” формує меншу за обсягом, але тематично концентровану вибірку, пов’язану з нанофабрикацією, тиражуванням рельєфних структур, метаповерхнями та нанооптичними застосуваннями.
Додаткове уявлення про розвиток розглянутих напрямів дає аналіз часової динаміки публікацій за обраними пошуковими маркерами, поданий на рис. 1. Для напряму “photolithography micro-optics” спостерігається нерівномірний, але тривалий розподіл публікацій за роками, що свідчить про сталий характер використання фотолітографічних підходів у задачах мікрооптики (рис. 1, а). Натомість для “direct laser writing micro-optics” характерне помітне зростання кількості робіт у новіший період, що відображає інтерес до безмаскового лазерного формування мікрооптичних і фотонних структур (рис. 1, б). Подібна тенденція простежується і для “two-photon polymerization micro-optics”, де зростання кількості публікацій упродовж останніх років пов’язане з розвитком 3D-мікродруку, мультифотонної літографії та виготовленням складних просторових мікрооптичних елементів (рис. 1, в). Для “nanoimprint lithography micro-optics” кількість робіт є меншою, однак наявність публікацій упродовж тривалого періоду та їх тематична концентрація навколо нанофабрикації свідчать про збереження інтересу до цієї технології як до методу тиражування мікро- та нанорельєфних структур (рис. 1, г). Наведена динаміка підтверджує, що лазерні та мультифотонні методи формують найбільш активну частину досліджень у межах обраного пошукового зрізу, тоді як фотолітографія та наноімпринт-літографія виконують роль важливих базових і масштабованих технологічних підходів.
Список літератури:
1. Wang H., Zhang W., Ladika D., Yu H., et al. Two-photon polymerization lithography for optics and photonics: fundamentals, materials, technologies, and applications. Advanced Functional Materials. 2023. Vol. 33, No. 39. Article 2214211. DOI: 10.1002/adfm.202214211.
2. Priem J., Piwowar H., Orr R. OpenAlex: a fully-open index of scholarly works, authors, venues, institutions, and concepts. arXiv preprint. 2022. DOI: 10.48550/arXiv.2205.01833.
3. Culbert J. H., Hobert A., Jahn N., Haupka N., Schmidt M., Donner P., Mayr P. Reference coverage analysis of OpenAlex compared to Web of Science and Scopus. Scientometrics. 2025. Vol. 130. P. 2475–2492. DOI: 10.1007/s11192-025-05293-3.
|
Голосування 
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter